JPH0810970B2 - 多相永久磁石形同期機 - Google Patents
多相永久磁石形同期機Info
- Publication number
- JPH0810970B2 JPH0810970B2 JP63057648A JP5764888A JPH0810970B2 JP H0810970 B2 JPH0810970 B2 JP H0810970B2 JP 63057648 A JP63057648 A JP 63057648A JP 5764888 A JP5764888 A JP 5764888A JP H0810970 B2 JPH0810970 B2 JP H0810970B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- phase
- synchronous machine
- cogging
- stator
- 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.)
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、OA用,FA用のブラシレスDCサーボ
モータや、FDD（フロピーデスクドライブ）,HDD（ハー
ドデスクドライブ）のスピンドル用のブラシレスDCモー
タを構成する多相永久磁石形同期機に関する。
モータや、FDD（フロピーデスクドライブ）,HDD（ハー
ドデスクドライブ）のスピンドル用のブラシレスDCモー
タを構成する多相永久磁石形同期機に関する。
従来、この種のモータは 相数をm,回転子の極対数をp,nを整数としたとき ｐ＝ｍ×ｎ±１でｎ＝１のものが使われている。
そうして、このモータのコギングトルクを低減するた
め、電機子磁極の中間に補助磁極を設けたものや、電機
子磁極の表面に補助溝を設けたもの等、多くの工夫をこ
らした構造のものが提案されている。
め、電機子磁極の中間に補助磁極を設けたものや、電機
子磁極の表面に補助溝を設けたもの等、多くの工夫をこ
らした構造のものが提案されている。
さらに、本出願人が先に出願した先行例として、特願
昭62−322207号（特開平１−164252号）・永久磁石界磁
２相多極同期機がある。
昭62−322207号（特開平１−164252号）・永久磁石界磁
２相多極同期機がある。
この先行例は、その要旨とするところ 固定氏鉄心には等間隔に回転子に対向する円周面に４個
の溝を設け、これにより形成される突極状の電機子歯に
２相巻線を巻装して電機子とし、 回転子鉄心には空隙を介して固定子に対向する円周面に
永久磁石片を等間隔に2p個配設し、隣接する磁極が互い
に異極性になるように多極に着磁して界磁とし、同期機
を構成するとともに、 永久磁石極対数ｐを５以上の奇数個そなえ、 電機子歯の円周面中心になす幅角ｔをｔ≦（π/p）に設
定することを特徴とする永久界磁２相多極同期機であ
る。
の溝を設け、これにより形成される突極状の電機子歯に
２相巻線を巻装して電機子とし、 回転子鉄心には空隙を介して固定子に対向する円周面に
永久磁石片を等間隔に2p個配設し、隣接する磁極が互い
に異極性になるように多極に着磁して界磁とし、同期機
を構成するとともに、 永久磁石極対数ｐを５以上の奇数個そなえ、 電機子歯の円周面中心になす幅角ｔをｔ≦（π/p）に設
定することを特徴とする永久界磁２相多極同期機であ
る。
この場合、一回転で生ずるコギング振動数Ncは２×
（2p）になる。
（2p）になる。
しかしながら、従来例および先行例の技術では、トル
ク発生に寄与しない補助磁極や磁極表面溝を設けて、コ
ギングトルクを打消そうとするものなので、有効なトル
クを犠牲にせねばならず、また構造が複雑になつてコス
トアツプにつながる。
ク発生に寄与しない補助磁極や磁極表面溝を設けて、コ
ギングトルクを打消そうとするものなので、有効なトル
クを犠牲にせねばならず、また構造が複雑になつてコス
トアツプにつながる。
ここにおいて本発明は、簡単な構造で有効トルクをほ
とんど犠牲にせず、コギングトルクを低減する多相永久
磁石形同期機を提供することを、その目的とする。
とんど犠牲にせず、コギングトルクを低減する多相永久
磁石形同期機を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の３相永久磁石形
同期機においては、 回転子の永久磁石磁極がｐ極対数の磁極を有する３相同
期機で、 ｐ＝3n＋（１あるいは２） において ｎ≧1,p≧５のように極数を多くして、電機子磁極に電
気角で30゜の位相差を与えるのにｐ＝５のときでも30/5
＝６゜だけ中心位置をオフセツトする。
同期機においては、 回転子の永久磁石磁極がｐ極対数の磁極を有する３相同
期機で、 ｐ＝3n＋（１あるいは２） において ｎ≧1,p≧５のように極数を多くして、電機子磁極に電
気角で30゜の位相差を与えるのにｐ＝５のときでも30/5
＝６゜だけ中心位置をオフセツトする。
さらに、２相永久磁石形同期機においては、 回転子は永久磁石磁極が対極数ｐを有する２相同期機で ｐ＝2n＋１ において、 ｎ≧2,p≧５のように極数を多くして、電機子磁極に電
気角で45゜の位相差を与えるのにｐ＝５のときでも45/5
＝９゜だけ中心位置をオフセツトする。
気角で45゜の位相差を与えるのにｐ＝５のときでも45/5
＝９゜だけ中心位置をオフセツトする。
上記のように構成された多相永久磁石形同期機では、
電機子磁極の溝幅があまり不均等にならず、電機子巻線
を巻装するのに支障はおきず、基本波トルクの低減も3.
4％にすぎず、コギングトルクは著しく減少する。
電機子磁極の溝幅があまり不均等にならず、電機子巻線
を巻装するのに支障はおきず、基本波トルクの低減も3.
4％にすぎず、コギングトルクは著しく減少する。
すなわち、コギングトルクの１回転ごとの脈動数であ
るNcは、電機子歯１個について2pになるが、歯の位相が
電気角で180゜異つたものは同一の脈動を起すので、そ
れがいくつあつてもNc＝は増えない。例えば、等分溝ピ
ッチの場合３相６溝４極のものはNc＝３×４＝12とな
り、２相４溝６極ではNc＝２×６＝12となる。Ncを大き
くすれば一般にコギングトルクの振幅は減少するので、
溝数を少なく、Ncを大にするよう、補助磁極や補助溝な
どをつけるのが従来の手法である。
るNcは、電機子歯１個について2pになるが、歯の位相が
電気角で180゜異つたものは同一の脈動を起すので、そ
れがいくつあつてもNc＝は増えない。例えば、等分溝ピ
ッチの場合３相６溝４極のものはNc＝３×４＝12とな
り、２相４溝６極ではNc＝２×６＝12となる。Ncを大き
くすれば一般にコギングトルクの振幅は減少するので、
溝数を少なく、Ncを大にするよう、補助磁極や補助溝な
どをつけるのが従来の手法である。
ここでは、３相でｐ＝５を例にとると、従来の等ピツ
チではNc＝（6/2）×10＝30となるが、本発明の一実施
例のように、歯ピツチを一つおきに電気角で30゜ずらせ
た不等分ピツチにすると Nc＝２×極数×溝数となり、 Nc＝６×10＝60 と大きくなり コギングトルクの振幅は著しく低減することになる。
チではNc＝（6/2）×10＝30となるが、本発明の一実施
例のように、歯ピツチを一つおきに電気角で30゜ずらせ
た不等分ピツチにすると Nc＝２×極数×溝数となり、 Nc＝６×10＝60 と大きくなり コギングトルクの振幅は著しく低減することになる。
さらに、本発明の他の実施例のように、歯ピッチを一
つおきに電気角で45゜ずらせた不等分ピッチにすると Nc＝４×10＝40 になり、これまたコギングトルクの振幅は一般と低減す
ることになる。
つおきに電気角で45゜ずらせた不等分ピッチにすると Nc＝４×10＝40 になり、これまたコギングトルクの振幅は一般と低減す
ることになる。
ここで整理すると、 となる。
本発明の一実施例における正断面図を第１図に示す。
この一実施例は３相10極の場合である。
積層強磁性板よりなるヨーク１には２×３（相数）＝
６の突極を構成する磁極２の各々に集中巻コイル３を巻
回し、電機子歯の磁極U,V,W,U′,V′,W′を形成してあ
り、この電機子磁極と空隙をもつて対向させて、円筒永
久磁石４を隣同志で異磁極に10等分して着磁した10極の
回転子５を配設してある。
６の突極を構成する磁極２の各々に集中巻コイル３を巻
回し、電機子歯の磁極U,V,W,U′,V′,W′を形成してあ
り、この電機子磁極と空隙をもつて対向させて、円筒永
久磁石４を隣同志で異磁極に10等分して着磁した10極の
回転子５を配設してある。
第２図に電機子歯１個に対するコギング力と有効磁束
の関係に示す。
の関係に示す。
このように電気角で180゜異なる歯は同じパターンの
コギングトルクを発生する。ＵとＵ′は等歯ピツチの場
合はコギング力が同じパターンで加え合せられるので２
倍になるが、本発明のように不等ピツチで電気角30゜ず
らせてあると、U,V,Wによるコギングトルクの谷を、
Ｕ′,V′,W′によるコギングトルクの山が埋めることに
なり、コギングトルクは非常に減少する。しかして、23
a,23b,23c…はコギング力が右下がり傾斜のゼロをよぎ
る点でコギング力の安定点であり、24a,24b,24c,24d…
はコギングが右上がり傾斜のゼロをよぎる点でコギング
力の不安定点である。
コギングトルクを発生する。ＵとＵ′は等歯ピツチの場
合はコギング力が同じパターンで加え合せられるので２
倍になるが、本発明のように不等ピツチで電気角30゜ず
らせてあると、U,V,Wによるコギングトルクの谷を、
Ｕ′,V′,W′によるコギングトルクの山が埋めることに
なり、コギングトルクは非常に減少する。しかして、23
a,23b,23c…はコギング力が右下がり傾斜のゼロをよぎ
る点でコギング力の安定点であり、24a,24b,24c,24d…
はコギングが右上がり傾斜のゼロをよぎる点でコギング
力の不安定点である。
このようにコギングトルクは、基本波トルク（有効磁
束）の２倍高調波トルクになる。
束）の２倍高調波トルクになる。
U,V,Wで基本波トルクは互いに120゜の位相差をもつの
で、２倍高調波のコギングトルクは互いに240゜の位相
差をもつ。従って、120゜位相と同じである。
で、２倍高調波のコギングトルクは互いに240゜の位相
差をもつ。従って、120゜位相と同じである。
コギングトルクが完全に正弦波であるならば、120゜
相差の３つのコギングトルクの合成は零になるが、コギ
ングトルクには高調波トルク成分が重畳しているため実
際は零にならない。
相差の３つのコギングトルクの合成は零になるが、コギ
ングトルクには高調波トルク成分が重畳しているため実
際は零にならない。
Ｕ′,V′,W′のように電機子磁極を電気角で30゜ずら
せると、コギングトルクの位相差は、60゜ずれる。
せると、コギングトルクの位相差は、60゜ずれる。
U,V,Wによるコギングトルクに、このＵ′,V′,W′の
コギングトルクが足されるので、谷を山で埋めることに
なり、コギングトルクが大幅に減少する。
コギングトルクが足されるので、谷を山で埋めることに
なり、コギングトルクが大幅に減少する。
第３図は、本発明の他の実施例の正断面図である。
すべての図面において、同一符号は同一部材を表わ
す。
す。
この他の実施例は２相10極永久磁石同期機で、インナ
ステータ、アウタロータで電気的に90゜の位相差をもつ
αとβで２相のコイル３（電機子α相巻線，電機子β相
巻線）を磁極２に巻回している。
ステータ、アウタロータで電気的に90゜の位相差をもつ
αとβで２相のコイル３（電機子α相巻線，電機子β相
巻線）を磁極２に巻回している。
固定子の磁極２について、 β〜α間は 90゜ α〜間は 〜間は 90゜ 〜β間は になるような不等ピッチの電機子磁極を形成し、さきの
一実施例と同様Ncが増大しゴギングトルクの振幅を減少
させている。
一実施例と同様Ncが増大しゴギングトルクの振幅を減少
させている。
本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような数多くの格段の効果を奏する。
６溝あるいは４溝で構造が簡単であり、巻線も自動
巻きが容易である。
以下に記載されるような数多くの格段の効果を奏する。
６溝あるいは４溝で構造が簡単であり、巻線も自動
巻きが容易である。
Nc＝６×2pあるいはNc＝４×2pとなり、コギングの
脈動数が多く、振幅が非常にへる。
脈動数が多く、振幅が非常にへる。
巻線スペースが十分にあるので、効率が高く温度上
昇を低くできる。
昇を低くできる。
永久磁石として、レアアースなどの強力なものを用
いると、高トルクが出せる。
いると、高トルクが出せる。
ラミネートできる磁路なので鉄損が小さいから、高
周波での高速運動も可能となる。
周波での高速運動も可能となる。
第１図は本発明の一実施例の正断面図、第２図は電機子
歯１個に対するコギング力と有効磁束の関係図、第３図
は本発明の他の実施例の正断面図である。 １……ヨーク、２……磁極（電機子歯）、３……コイ
ル、４……永久磁石、５……回転子、６……軸。
歯１個に対するコギング力と有効磁束の関係図、第３図
は本発明の他の実施例の正断面図である。 １……ヨーク、２……磁極（電機子歯）、３……コイ
ル、４……永久磁石、５……回転子、６……軸。
Claims (2)
- 【請求項１】固定子は６個の歯を有する鉄心で、回転子
は極対数ｐの永久磁石磁極を有する３相同期電動機にお
いて、 ｐ＝3n＋（１あるいは２） ｎ＞＝１ ｐ＞＝５ ｎは整数であり 固定子歯の中心になす幅角ｔをとしたとき、 ｔ＜＝180゜/p の関係を満たし、かつ、 各極対の固定子歯のピッチ角を、 60゜−（30゜/p）と60゜＋（30゜/p）で交替する不等分
ピッチとしたことを特徴とする多相永久磁石形同期電動
機。 - 【請求項２】固定子は４個の歯を有する鉄心で、回転子
は極対数ｐの永久磁石磁極を有する３相同期電動機にお
いて、 ｐ＝2n＋１ ｎ＞＝２ ｐ＞＝５ ｎは整数であり 固定子歯の中心になす幅角ｔをとしたとき、 ｔ＜＝180゜/p の関係を満たし、かつ、 各極対の固定子歯のピッチ角を、 90゜、90゜＋45゜/p、90゜、90゜−45゜/pで交替する不
等分ピッチとしたことを特徴とする多相永久磁石形同期
電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057648A JPH0810970B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多相永久磁石形同期機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057648A JPH0810970B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多相永久磁石形同期機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01231645A JPH01231645A (ja) | 1989-09-14 |
| JPH0810970B2 true JPH0810970B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=13061718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63057648A Expired - Fee Related JPH0810970B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多相永久磁石形同期機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810970B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT506167A1 (de) * | 2007-12-10 | 2009-06-15 | Koenig Heinrich | Rollenbahn und rollenbahn-antrieb |
| US8789274B2 (en) | 2010-09-23 | 2014-07-29 | Northern Power Systems, Inc. | Method and system for servicing a horizontal-axis wind power unit |
| US8912704B2 (en) * | 2010-09-23 | 2014-12-16 | Northern Power Systems, Inc. | Sectionalized electromechanical machines having low torque ripple and low cogging torque characteristics |
| US9281731B2 (en) | 2010-09-23 | 2016-03-08 | Northem Power Systems, Inc. | Method for maintaining a machine having a rotor and a stator |
| US9359994B2 (en) | 2010-09-23 | 2016-06-07 | Northern Power Systems, Inc. | Module-handling tool for installing/removing modules into/from an electromagnetic rotary machine having a modularized active portion |
| US8816546B2 (en) | 2010-09-23 | 2014-08-26 | Northern Power Systems, Inc. | Electromagnetic rotary machines having modular active-coil portions and modules for such machines |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63057648A patent/JPH0810970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01231645A (ja) | 1989-09-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |