JPS5843169A - 円筒形の極間隙及び永久励磁を有する直流電気機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的は、円筒形の極間隙を有し永久磁石に依っ
て励磁され、同永久磁石がこれに限ったことはないが稀
土類特にサマリュームコバルトであると有利な高性能直
流電気機械である。

従来の磁石よりはるかに優秀な、磁気的性質に依って稀
土類に依る磁石は直流モーターに非・常に高い性能を与
える。しかしながら此の様な磁石の使用は、極の形状に
正確に芯出しされた片の提供が困難なこと、弱いこと、
組立及び磁化がデリケートな事等多くの不便を有［７て
いる。

従って、簡単な幾何学的形状を有し価格の安い並置され
た矩形板を用いることが提案された。

本発明に於て、磁化された板が閉じた周囲が多角形の間
隙の中に設けられ、同間隙は適当に”’ｌｌ’ｌ’ｌ’
ｉ、− 打抜かれ鉄板の積層体のΦに設けられ、同積層°　体は
直流機械のステーターを形成し、此れ等の間隙は極間隙
の隣りの端に非常に狭い鉄板の領域しか残さず従って有
効磁束の短絡を生せしめない。

遠心力に依る機械的拘束に基づく電気機械のローターの
場合スベヤ〜が非常に少ない使用者が満足しなかったこ
とも考慮すべきことである。

即ち此の様なステーターインダクターを有する電気モー
ターに就いて実験した所、高い定常磁束を保存すること
に依って３０００　ｒｐｍの程度の速度迄満足な機能が
得られても高速に対してもはや、ローター中の鉄損が非
常に増加することに依る非常な加熱、速度及び磁速の°
大きさに依る損失のために、同様の機能は得られない。

即ち効率は急速に低下し更にコレクター片間の電圧が高
速を許さな諭１．即ち定常磁束に依って速度の増加は誘
導電圧の増加に依って得゛られる。

本“発明の目：的は更に上記のステーターインダクター
の改−瞥ある。即ち ｍ−低速の領域、に於゛て（例えば０〜約３０００　ｒ
ｐｕ）高磁束モーターの利点（一定で大きなトルク）を
保つこと ｍ−鉄損及び供給電圧、を過度に上昇させるとと盈°な
く高速（例えば６０００　ｒｐｍ　）が得られる。。

（３０００〜６０００　ｒｐｍの範囲で、機能を一定出
力にできる） ｍ−領域如何に係らず効率が維持される。

此の目的のために間隙の中に設けられ磁化された板を有
する１つ又はいくつかの永久磁極をそれぞれ１つのコイ
化を有する極と置換えて、電気機械にハイブリッドイン
ダクターを与え、同インダクターは特に１９６５年６月
２８日登録のＢ、ＩＣ）ＮＯＮフランス特許１，４０７
，９　Ｑ　４に゛開示されている規則正しい極を配分す
る永久磁極とコイルを有する極を交互に連続させたもの
であると有利である。

アンベヤ−ターン、を変化させる働きを玄るコイルを有
する極に依って上記のハイブリッドインダクターに依っ
て高速の領域に於ける磁束を減少させることができ、上
記の不利、を除去又は著しく減少させ、コイルを°有す
る極の傍らに永久磁極があることに依って励磁に依る損
゛失を減少させることかできる。

以下本発明を添付の実施例に関する図面に就き詳細に説
明する。

第１図より第４図迄に図示されている４極モーターに関
する変形に於けるステーターインダクターは通常磁性金
属よりなる鉄板Ｔの積層体より構成されており、同鉄板
は一般に冠状に打抜かれ、同封の内方の縁Ｂは円筒形の
極−間隙を外方に向って限定し、同間隙は電気機械の図
には示されていないローターに依って内方に向って限定
されている。

本発明に於て鉄板↑の中に永久磁石Ａを並置して配置・
す、るための間隙管°設け１．同永久磁石は磁化された
矩形板よ多形成され機械の誘導磁束を発生さｉる゛。図
示された種々の変形・は相Ｗに此の間隙の幾何学的形状
が異なっている。

第１図の実施、態様に於てモーターＰの４つの極のそれ
ぞれは軸の中にＶ字状の間隙を有し、同間隙の角は極間
隙の−Ｂの方向に開口しており、■のほぼ直角の脚は２
つの矩形の切れ目１゜２に依って形成されており、同切
れ目は■の頂、点で接合し特に極間隙の縁Ｂのすぐ近く
で終っており、鉄板Ｔの材料の非常に狭い領域３，３ｔ
。

か残さない。谷スリット１．２の巾は磁化された板Ａと
ほぼ等しい。

連続した一極Ｐは深い切ノ］目５に依って分離されてお
り、同切れ目は幾伺学的に中性の領域を定め極間の漏洩
磁束の通過を制限する。。

此の様に打抜かれた所定の数の鉄板Ｔが積層され適当な
手段で保持されステーター鉄心を形成スル。スリット１
．うの並びは各種の中に２つの収容部を構成し、回収台
部の中Ｋ特に既に磁、化された磁石の板Ａが導入され、
極゛間隙の方に向いた０面は同じ極性で開口部゛４のレ
ベルで同炸−の極を形成し、極間隙・に沿う連続した極
は極性が交代することは当然である。　　− １：・ 部に依り、磁化された板Ａに依って発生する磁束は実質
的に極の開口部４と極間隙、即ち矢印で示された有効通
路を、鉄板Ｔの材料の中の短絡を実質的に分岐すること
なく、通過させる。

材料の強度の基本的計算に依れば、３の中の非常に少な
い材料は遠心力が全くな、いためにステーターの不動性
の中にしかない。

同様に磁化された板Ａが満たしているスリット２の線形
の全波シは極間隙を縁取る極の開口部４の拡シよシも大
きく、此のために磁石の有効面積′が極間隙の有効ｍｌ
積より大きく従つｔ磁束め特別な集中効果が！られ極間
隙の中により高い誘導が生じる。磁束の此の集中効果は
特に、磁石スリット１．２から極の開口９部４迄の通路
がステーターの極間隙姉対する外部情況如応じて減少、
する線に従って作らｉる程明瞭であり、此°のことは明
らかに図には示されていないローターのｉ合ではなく、
同ローターは（常に極間隙に対して）内方にあって逆に
増加する線に従って問題の通路が作、・られることか判
るであろう。

各収容部１−２を磁化した板Ａに従って満たすことは決
して強制的なことではなく機械の原、価を低減したい場
合には２つの内の１つの極の収容部を磁化された板で満
たすだけで次の極にＣ対”して鉄で満たすことで満足す
ることができる。

逆に間隙の有効長を延長し同間隙を更に第１図の１．２
の様な２つのスリットで構成することができる。

更に、第２図及び第３図はそれぞれＵ字状の多角形の周
囲を有する３つ又は４つのスリットを有する変形が示さ
れており、回り字状部は常に極間隙Ｂの縁の方向に開口
して非常に狭い領域３．３シか残さない。

第４図は簡単なモーターを実施できる経済的な変形を示
し、同変形は極Ｐ当り単一の板λを有ｊ７前記の薄い板
よりは厚いが少なくとも２°つの板より軽“い。此の場
合継鉄５は非磁性でなければならない。

個で相互に１２０′離れている）が示されており、同磁
極は等しい打抜鉄板Ｔが積層され同鉄板はローターと共
に円筒状の極間隙Ｂを限定している。上記と同様に各永
久磁極Ｐは軸の中にＶ型の間隙を有し、同間隙は極間Ｎ
ＢΦ方向に拡がり且つ同間隙の脚は２つの矩形状のスリ
ット１゜２よりなシ同スリットはＶの頂点で接合し且つ
特に極間隙の直接の近傍で終っており極の開口部４の端
の鉄板中の非常に狭い狭部３，３シか有さす、極の開口
部４°は極の切れ目５に依って縁取られている。スリン
）１．２０中に磁化された板Ａが取付られておシ、同板
Ａはモーターの水久磁速を発生する。

磁化され、た板Ａを有すや永久磁極Ｐの間にコイルを有
す・る極Ｐ′が挿入されている。

そのために打抜きに依る鉄板Ｔの断片は、上記の一々永
久磁石Ａを設け・るための多角形のス。

リット１．２の他如、極□の歯°６を含み、回向はそれ
ぞれ極の開口部７が設けられており積°層後Ｐ′の極の
中心を構成する。

所望の機能に応じてインダクターは１つ又は諭〈つかの
コイルを有する極Ｐ′を含む。第５図に示された例に於
てはモーターは６つの極を有し、同極は交互に永久磁極
Ｐ及びコイルを有すえる・極Ｐ′である。

ンレノイドを有する極Ｐ′の励磁に依る磁束は一般的に
は永久磁極Ａに依り生じる磁束に加わるが場合に依って
は零又はローターＲ中の全磁束を減少させるために逆眞
作用する。

更に正確に述べれば３つの領域に分割される、モーター
の回転域に依ってコイルを有する磁極Ｐ′の励磁を行な
う。

１０）低速に対して（例えば０−３　Ｑ　Ｏｏｒｐｍ　
）、１一定のトルクで操作し一水久磁極Ｐに依り生じる
磁束に対して加えられる一コイルを有する極Ｐ′Ｇ″ｒ
ンベヤターンは最大で誘導電゛、流は最小となるタータ
ー・、の速度はコレクターに加わる電圧に依シ変化チる
。

２０）コレクターに火花が゛発生して効率が下がる：・
：、：：：：ｌ 迄供給電圧を連続的に上昇して得られる速度゛、より裁
に高り速度に、対して（例えばｓｃｉｇｏ’ｐ〜、５　
’ＯＯｂ　ｒｐｍ　）最大（例えば１０′）に示された
５　０００　ｒｐｍ　）より０（例えばｓｏｏｕｒｐｍ
　）　迄コイルを有する磁極Ｐ′のアンベヤターンを減
少させて磁束を徐々に減少させて一定出力で操作する。

３０）非常に高い速度に於て（例えば５ｏｏｏ〜６００
０　ｒｐｍ　）　、　　常に一定出力で操作するが、永
久磁極Ｐに依って生じる磁束を殺す様にコイルを有する
磁極Ｐ′のアンベヤターンヲ逆にする。しかしながらコ
イルを有する磁極Ｐ′５のアンベヤターンの反転を余シ
行うと永久磁極Ｐを脱磁してしまう危、険がある。

（低速の第１の領域如於ては最大の値・を加え、中間速
度の第２の領域に於ては零にやる迄、減少し、高速の第
３９領域に於ては反転°して減少せしめる） 土、記のコイルを有する磁ＭＰ’のアンベヤターンの操
作は―°磁電流の従来の制御法で容易に行われ、りり、
メーターより速度信号が所望の過度速度（此の場合３０
００ｒｐｍ）Ｋｔ１節された閾値ディテクターに送られ
る。

第５図に関して述べた上記のハイブリッドインダクター
を有するモーターは以下の著し、−い利点を有する。

ｍ−速度の広い領域に於て最良の機能が得られる。　　
　　　　　′ ｍ−所望の速度に対して励磁電流を操作Ｌ２て磁束を容
易νζ調節できる。

一一何らかの理由でコイルを有する磁極の励磁電流が零
になってもモニターが急転する危険がない。

＝従来の方法に対して効率が上昇する。磁−〇一部にし
かコイルがない（励磁損が減少する）　　　　　　　　
　　・′ ”　上記の実施態様は単に例として挙けたもので本発明
の要旨を逸脱することなく多様に変形されることは当然
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様で４極モーターのステータ
ーインダクターの平面図、第２．第３、及び第４図は本
発明の他の３つの実施態様の類似の平面図、第５図は本
発明の特に好まれる実ａｍ様のステーターの積層鉄板の
平面図で、朱此の鉄板はモーターのローターの周りに位
置している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　円筒形の磁極間隙を有シフ、磁化された板に依り
   永久励磁されている直流電気機械ｔど於て、磁化された
   板（Ａ）が周囲が閉じた多角形の間隙（１，２）の中に
   設けられており、同間隙は直流機械のステーターを形成
   する積層鉄板の中忙設けられており、上記の多角形の周
   囲は磁極の有効領域の少なくとも２つの端のいずれかの
   近く如違し、同領、域は磁極間隙を形成（７且つ鉄板の
   非常に狭い領＊　（５）　Ｌか残さないことを特徴とす
   る直流電気機械 ン、　各間隙（１，２）が一連の矩形のスリットに依り
   構成されており、同スリットは全体としてＶ又はＵ字状
   でその開口部はそれぞれの極の開口部（４）の方向に機
   械の内方に向って整向されていることを特徴とする特許
   請求の範囲の１に記載の電気機械 五　間隙の中に設けられた板（４）が矩形で間隙全体又
   は１部を満たしていることを特徴とする特許請求の範囲
   の１又は２に記載の電気機械 ４、　間ＦＪ（１，２）の中に設けられた磁化された板
   （Ａ）を有する１つ又はいくつかの永久磁極（Ｐ）をそ
   れぞｔコイルを有する極（Ｐ′）で置換えて電気機械に
   ノ・イブリッドイノダクターを設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲の１．２又は３に記載の電気機械 ５、　ハイブリット５インダクターが規則的に極が配分
   されて、永久磁極、（Ｐ）とコイルを有する極（Ｐ）が
   交互の連続を含んでいることを特徴とする特許請求の範
   囲の４に記載の電気機械６、　各ステーター積層鉄板（
   Ｔ）が打抜かれていて、永久磁石（Ａ）を設けるための
   多角形の周囲を有する間隙（１，２）の他に、極歯（６
   ）を有し、回向にはそれぞれ極の開口部（７）が設けら
   れておシ且つ積層後接の中心（Ｐ′）を構成することを
   特徴とする特許請求の範囲の４又・−は５に記載の電気
   機械