JP5467840B2 - Permanent magnet motor - Google Patents
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Description
本発明は、永久磁石モータに係り、特に、集中巻きコイル(ティースに絶縁物を介して直接巻き付けたコイル)を用いた、12スロット,10極及びその整数倍のスロット数と極数の組み合わせからなる永久磁石モータに関わる。 The present invention relates to a permanent magnet motor, and in particular, from a combination of 12 slots, 10 poles and an integral multiple of the number of slots and the number of poles using a concentrated winding coil (a coil wound directly around a tooth through an insulator). Related to permanent magnet motors.
従来のモータとしては、集中巻きコイルを用いた集中巻きモータにおいて、ステータは、電磁鋼板をこのステータの断面形状に打ち抜いてステータ鋼板を得、このようにして得られた複数のステータ鋼板を積み重ねることにより、作成されるものであるが、ステータコアの電磁鋼板の利用率を上げるために、ステータコアを複数のコア(以下、その1つ1つをステータコアという)に分割し、ステータコア毎に上記と同様の手法でもって電磁鋼板の積み重ねからなるステータコアを作成し、これらステータコアを閉じた環状に配列で接合することにより、ステータを作成するようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional motor, in a concentrated winding motor using concentrated winding coils, a stator is obtained by punching an electromagnetic steel plate into a cross-sectional shape of the stator to obtain a stator steel plate, and stacking a plurality of stator steel plates thus obtained. In order to increase the utilization rate of the electromagnetic steel sheet of the stator core, the stator core is divided into a plurality of cores (hereinafter, each one is referred to as a stator core), and the same as described above for each stator core. A technique has been proposed in which a stator core is formed by stacking electromagnetic steel sheets using a technique, and the stator cores are joined in a closed ring shape in an array (see, for example, Patent Document 1).
かかる手法によると、電磁鋼板で打ち抜かれる部分の形状はステータコアの断面形状と同じであって、その辺の一部が円周の一部の形状をなすものであるから、閉じた環状をなすステータ全体の形状で電磁鋼板を打ち抜いてステータを作成する場合、この環状の内部の円の部分の電磁鋼板が全く無駄になるのに対し、上記の手法では、このような電磁鋼板の無駄をなくすことができる。 According to such a method, the shape of the portion punched by the magnetic steel sheet is the same as the cross-sectional shape of the stator core, and a part of the side forms a part of the circumference. When a stator is made by punching an electromagnetic steel sheet in the entire shape, the electromagnetic steel sheet in the annular inner circular portion is completely wasted, whereas the above method eliminates the waste of such an electromagnetic steel sheet. Can do.
上記特許文献1には、18スロットのステータにおいて、夫々のステータコアのティース数が3となるように、ステータを6(=18÷3)分割して、6個のステータコアからなるステータを備えた構成の集中巻きモータが示されている。
In the
また、他の従来例として、ティース毎にコア片を作成し、これらを連結して所定個数(例えば、6個)のティースからなる分割鉄心が作成され、かかる分割鉄心を連結することにより、ステータを形成するようにした技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, as another conventional example, core pieces are created for each tooth, and these are connected to form a divided iron core made up of a predetermined number (for example, six) of teeth. There is also known a technique for forming (see, for example, Patent Document 2).
上記特許文献1には、18スロット,12極の3相モータが記載されており、ステータコアの順次のティースに異なる相の集中巻きコイルが取り付けられ、隣のティースに次の相の集中巻きコイルが配置される構造となっている。このことから、ステータコアを3つのティースの分割分コアに分割すると、夫々の部分コアには、UVW相のコイルが1つずつ組み合わされた状態となる。従って、分割コアの両端部の相は、UVW相のうちのいずれかの2つの相になり、中央部の相はこれら3相の中の特定の1つの相となる。
例えば、V相のコイルがステータコアの中央のティースに配置されると、このステータコアでは、V相のコイルの一方側にU相のコイルが配置され、その他方側にW相のコイルが配置されることになる。 For example, when a V-phase coil is arranged on the center tooth of the stator core, in this stator core, a U-phase coil is arranged on one side of the V-phase coil, and a W-phase coil is arranged on the other side. It will be.
図9(a),(b)はかかるステータコアからなるステータの一部を示す図であって、1はステータ、2a〜2dはステータコア、3はティース、4はコイル、5はスロット、6は分割部である。 FIGS. 9A and 9B are views showing a part of a stator comprising such a stator core, wherein 1 is a stator, 2a to 2d are stator cores, 3 are teeth, 4 is a coil, 5 is a slot, and 6 is divided. Part.
図9(a),(b)において、ステータ1を形成するステータコア2a〜2dは、3個のティース3を有するものであって、ティース3毎に1つのコイル4が、U相,V相,W相の順に設けられている(夫々を、以下、U相コイル,V相コイル,W相コイルという)。かかるステータコア2a〜2dの順に環状に配列されて接合されてステータ1が形成されている。従って、ステータコア2a〜2dの接合部(従って、ステータの分割部6)は、ステータ1のU相コイルとW相コイルとの間にある。
9 (a) and 9 (b), the
そこで、いま、U相コイルに磁束が発生した場合、この磁束は、図9(a)で実線矢印で示すように、両隣りのW相コイルやU相コイルを通過するので、隣り合うステータコア2(ステータコア2a〜2dの総称)間の分割部6を通過することはない。これに対し、ステータコア2の両端部に設けられているW相もしくはU相コイルに磁束が発生すると、例えば、U相のコイルに磁束が発生したとすると、図9(b)で実線矢印で示すように、この磁束はU相コイルの両隣のW相,V相を通過するから、かかる磁束の一部、図9では、隣のW相のコイルに流れる磁束は、ステータコア2間の分割部6も通過することになる。
Therefore, when a magnetic flux is generated in the U-phase coil, the magnetic flux passes through both adjacent W-phase coils and U-phase coils as indicated by solid arrows in FIG. It does not pass through the divided
ところで、この分割部6は、隣り合うステータコア2の接合部であり、この接合部での磁気抵抗を極力小さくするように、これら隣り合うステータコア2を密接するように工夫されるが、これらステータコア間の空隙を全く零とすることはできない。まして、工業製品としての製作性を考慮すれば、ステータコア2のばらつきを考慮して、ある程度の空隙を許容することもあり得る。従って、従来では、W相コイルに磁束が発生するとき、その一部が分割部6を通過するので、この分割部6の影響により、磁束が減少する。
By the way, although this
以上のことは、U相コイルに磁束が発生した場合も、同様である。 The above is the same when magnetic flux is generated in the U-phase coil.
図10は従来の永久磁石モータのステータの他の例を示す断面図であって、図9に対応する部分には同一符号をつけている。なお、各層での「+」,「−」は、ティース3でのコイル5の巻き方向が逆であることを示している。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of a stator of a conventional permanent magnet motor, and parts corresponding to those in FIG. Note that “+” and “−” in each layer indicate that the winding direction of the
この従来例は、ステータ1が8個のステータコア2a〜2hに分割され、夫々のステータコア2にU+,U−のU相コイルと、V+,V−のV相コイルと、W+,W−のW相コイルの6個のコイルが設けられており、48(=8×6)個のスロットを有している。
In this conventional example, the
かかるステータ1では、図示するように、W+相コイルとU+相コイルとの間と、W−相コイルとU−相コイルとの間とに分割部6が設けられていることになり、W相コイルとU相コイルとの間にのみ分割部6が存在することになる。このため、V相コイル(V+,V−の相のコイル)から発生した磁束は、分割部6の影響を受けることはないが、W相コイルやU相コイルで発生した磁束は分割部6による影響を受けることになる。そこで、V相とU,W相とで磁束のアンバランスが生ずると、V相の磁束による誘起電圧に対して、U相,W相では、その磁束が減少した分だけ誘起電圧が減少するので、その結果として、永久磁石モータにトルクリプルが生じることになる。
In such a
なお、上記特許文献2に記載の技術では、ティース毎のコア片を連結してステータを作成するものであるから、全てのコイルで発生した磁束は、かかる連結部で減衰されることになる。 In the technique described in Patent Document 2, since the stator is created by connecting the core pieces for each tooth, the magnetic flux generated in all the coils is attenuated by the connecting portion.
また、上記特許文献2に記載の技術において、36スロットのステータに対して、24極,30極,40極,42極,48極のロータの組み合わせとして、ステータの分割に当たって、分割の継ぎ目の変形による磁場の歪みを考慮して、歪みのモード、即ち、分割数と、トルクリプルのモード、即ち、スロット数と極数の最大公約数とが一致しないように分割数を選定している。しかしながら、分割位置とステータのコイルの相の関係の規定はない。 Further, in the technique described in Patent Document 2, as a combination of a rotor having 24 poles, 30 poles, 40 poles, 42 poles, and 48 poles with respect to a 36 slot stator, the split seam is deformed upon splitting the stator. The number of divisions is selected so that the distortion mode, that is, the number of divisions, and the torque ripple mode, that is, the number of slots and the greatest common divisor of the number of poles do not match. However, there is no definition of the relationship between the division position and the phase of the stator coil.
このように、上記の従来例の場合、V相コイルに磁束が発生した場合に比べ、これ以外のU相,W相コイルに磁束が発生するには、磁束が減少することになり、このことは、モータの特性として、トルクの減少に繋がることになる。従って、半周期に1回トルクが減少し、この結果がトルクリップルとして現れることになる。 As described above, in the case of the above-described conventional example, compared to the case where the magnetic flux is generated in the V-phase coil, the magnetic flux is reduced in order to generate the magnetic flux in the other U-phase and W-phase coils. As a characteristic of the motor, the torque is reduced. Therefore, the torque decreases once in a half cycle, and this result appears as a torque ripple.
本発明の目的は、かかる問題を解消し、ステータコア間の分割部による磁束の減少の影響を低減し、トルクリップルの発生を抑圧することができるようにした永久磁石モータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a permanent magnet motor that solves such a problem, reduces the influence of a decrease in magnetic flux due to a split portion between stator cores, and can suppress the occurrence of torque ripple.
上記目的を達成するために、本発明は、複数のスロットに集中巻きコイルを3相に施したステータと、該ステータに対向して複数の永久磁石が設けられたロータとを有する永久磁石モータであって、3相を構成するステータの最小単位のティース数は3n(但し、nは1以上の整数であって、1相当りのコイル数)であり、前記ステータは、等しいティース数の複数のステータコアで等分割され、前記ステータコアでのティース数は(k×3n)±n(但し、kは1以上の整数)であり、前記ステータコアの1相当たりのコイル数は2であって、夫々の相のコイルは前記ティースでの巻き方向が異なる2つのコイルからなり、同じ相の前記2つのコイルは隣り合うティースに取り付けられ、前記ロータは、前記ステータコアの接合部と同時に対向するのが1箇所となる様に複数のロータコアに分割され、該ロータコアの極数は2の倍数であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a permanent magnet motor having a stator in which concentrated winding coils are provided in a plurality of slots in three phases, and a rotor provided with a plurality of permanent magnets facing the stator. The number of teeth of the minimum unit of the stator constituting the three phases is 3n (where n is an integer of 1 or more and the number of coils corresponding to 1), and the stator includes a plurality of teeth having the same number of teeth is equally divided by the stator core, the number of teeth in the stator core is (k × 3n) ± n (where, k is an integer of 1 or more) Ri der, number of coils per phase of the stator core is a 2, respectively The coils of the phase are composed of two coils with different winding directions in the teeth, the two coils of the same phase are attached to adjacent teeth, and the rotor is paired simultaneously with the joint portion of the stator core. The rotor core is divided into a plurality of rotor cores so as to face one place, and the number of poles of the rotor core is a multiple of two.
また、本発明は、ロータがステータの外側に配置され、ロータのステータに対向する表面に矩形形状の永久磁石が配置されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the rotor is disposed outside the stator, and a rectangular permanent magnet is disposed on the surface of the rotor facing the stator.
本発明によれば、各相のコイルの生成する磁束が、特定の相に偏らずに、一様にステータの分割部を通過するようにすることができ、特定の相で磁束が低減することによるトルクリップルが生じることが抑制できる。 According to the present invention, the magnetic flux generated by the coils of each phase can be made to uniformly pass through the divided portion of the stator without being biased to the specific phase, and the magnetic flux can be reduced in the specific phase. It is possible to suppress the occurrence of torque ripple due to.
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明による永久磁石モータの第1の実施形態を示す断面図であって、7はロータ、8a〜8eはロータコア、9は永久磁石、10は分割部であり、前出図面と同様、1はステータ、2a〜2fはステータコア、3はティース、4はコイル、5はスロット、6は分割部である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a permanent magnet motor according to the present invention, wherein 7 is a rotor, 8a to 8e are rotor cores, 9 is a permanent magnet, and 10 is a divided portion, similar to the previous drawings. 1 is a stator, 2a to 2f are stator cores, 3 are teeth, 4 is a coil, 5 is a slot, and 6 is a divided portion.
同図において、この実施形態は、ロータ1がステータの外側に配置された外転型の永久磁石モータである。ロータ1は、複数の、ここでは、5個のロータコア8a〜8eに分割され、これらが環状に配列されて接合された構成をなしている。ロータ1の内面、従って、各ロータコア8a〜8eのステータ1に対向する面には、永久磁石9が設けられており、各ロータコア8a〜8eに夫々8個ずつ、合計40個の永久磁石9が設けられている。
In this figure, this embodiment is an abduction type permanent magnet motor in which the
ステータ1は、48個のティース3、従って、48個のスロット5を有しており、それぞれのティース3にコイル4が取り付けられている。ここでは、ステータ1は6個のステータコア2a〜2fに分割されており、これらステータコア2a〜2fには夫々、8個ずつティース3が、従って、各相のコイル4が設けられている。
The
ここで、図1では、ロータ7やステータ1の回転を支持する回転軸及び軸受,モータフレーム,エンドブラケットなどの構造物や、口出し線及び端子などの電気部品などの記載を省略しているが、この実施形態は、40極,48スロット(ティース)の基本構成である集中巻きの永久磁石モータを成している。ロータ7とステータ1との回転を支持する回転軸及び軸受,モータフレーム,エンドブラケットなどの構造物、口出し線及び端子などの電気部品などを付け加えて、各相のコイルに適切な位相,振幅の電流を通電せることにより、ロータ7が回転し、モータとして機能するものである。
Here, in FIG. 1, descriptions of a rotating shaft and bearings that support the rotation of the
図2は図1におけるステータ2の具体的構成を示す断面図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the stator 2 in FIG. 1, and parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
同図において、6個の各ステータコア2a〜2fには夫々、48÷6=8個のティース3が設けられており、そのティース3毎に順に一方の端からコイル4が設けられている。ここで、各相のコイル4は「+」のコイルと「−」のコイルとからなり、各相が2つのコイル4からなっている。即ち、同じ相のコイルに2つのティース3が用いられており、同じ相のコイルに用いられるティース3は隣り通しのディース3である。
In the figure, each of the six
そこで、各ステータコア2a〜2fでは、3つの相の内の2つの相で2個ずつのティース3が使用され、残りの1つの相に対しては、4個のティース3が使用される。具体的には、ステータコア2aでは、U相(U+,U−)コイル,V相(V−,V+)コイル,W相(W+,W−)コイル,U相(U−,U+)コイルの順に配列され、ステータコア2bでは、V相(V+,V−)コイル,W相(W−,W+)コイル,U相(U+,U−)コイル,V相(V−,V+)コイルの順に配列され、ステータコア2cでは、W相(W+,W−)コイル,U相(U−,U+)コイル,V相(V+,V−)コイル,W相(W−,W+)コイルの順に配列され、……、ステータコア2fでは、W相(W+,W−)コイル,U相(U−,U+)コイル,V相(V+,V−)コイル,W相(W−,W+)コイルの順に配列される。かかる配列によると、対向するステータコア2a,2dでの各相のコイル4の配列が等しく、対向するステータコア2b,2eでの各相のコイル4の配列が等しく、対向するステータコア2c,2fでの各相のコイル4の配列が等しい。
Therefore, in each of the
そして、かかる各相のコイル4の配列によると、ステータコア2a,2b間とステータコア2d,2e間との分割部6はU相(U+)コイルとV相(V+)コイルとの間にあり、ステータコア2b,2c間とステータコア2e,2f間との分割部6はV相(V+)コイルとW相(W+)コイルとの間にあり、ステータコア2c,2d間とステータコア2f,2a間との分割部6はW相(W+)コイルとU相(U+)コイルとの間にある。
According to the arrangement of the
このことからして、ステータ1での分割部6は、U,V相コイル間とV,W相コイル間とW,U相コイル間とにあることになり、U,V,W相のコイルのいずれで磁束を発生しても、これらU,V,W相のコイルについて、夫々同じ個数のコイルで発生した磁束が、いずれも必ず分割部6を通ることになる。即ち、分割部6を通る磁束を発生するコイルの個数がU,V,W相で均等に振り分けられていることになる。図2においては、分割部6を通る磁束を発生するコイルは、U,V,W相で4個ずつである。即ち、分割部6を通る磁束を発生するコイルが各相均等に割り当てられる。
Therefore, the dividing
これにより、U,V,W相のコイルで磁束を発生する場合には、夫々の相で発生した磁束が均等に分割部6の影響を受けることになり、これらU,V,W相での分割部6による磁束の減少がほぼ均等となって、U,V,W相間での磁束のアンバランスが生することがなく、トルクリップルが抑制される。
Thereby, when the magnetic flux is generated by the coils of the U, V, and W phases, the magnetic flux generated in the respective phases is equally affected by the dividing
なお、この第1の実施形態では、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は、各相でのコイル4が「+」のコイルと「−」のコイルとの2つのコイルからなることから、2×相数3=6個となる。即ち、各相のコイル4がn個(但し、nは1以上の整数)のコイル4の組みからなるものてすると、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は3nとなるが、この第1の実施形態は、n=2である。
In the first embodiment, the number of the minimum unit teeth 3 (and hence the coils 4) required for the three phases U, V, and W is the same as that of the coils in which the
そして、この第1の実施形態では、3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を6個のステータコア2に等分割(=相数3の2倍)し、夫々のステータコア2に4つの相(相数3+1)のコイル4を配置したものである。ここで、この場合の1つの相のコイルとは、「+」のコイルと「−」のコイルとの組であり、48個のコイルをステータコア2夫々に、48÷6=2×(相数3+1)=8個ずつ分配したものである。
In the first embodiment, in a three-phase (number of phases = 3) permanent magnet motor, the
このことは、1つのステータコア2でのティース数が3相の必要な最小単位ティース(従って、コイル)数の整数倍ではないことになり、このティース数は、
ティース数=(k×3n)±n ……(1)
但し、kは1以上の整数
で表わされ、この実施形態では、k=1,n=2であって、上式(1)は3×2+2=8となる。
This means that the number of teeth in one stator core 2 is not an integral multiple of the number of minimum unit teeth (and hence coils) required for three phases,
Number of teeth = (k × 3n) ± n (1)
However, k is represented by an integer equal to or greater than 1. In this embodiment, k = 1 and n = 2, and the above equation (1) is 3 × 2 + 2 = 8.
このようにして、この第1の実施形態では、図10で示した従来のステータ1と同じ48スロットのステータでありながら、かかる従来のステータ1を用いた従来の永久磁石モータで発生するトルクリップルを低減することができる。
Thus, in the first embodiment, the torque ripple generated in the conventional permanent magnet motor using the
図3は本発明による永久磁石モータの第2の実施形態のステータを示す断面図であって、図2に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a stator of a second embodiment of the permanent magnet motor according to the present invention. The parts corresponding to those in FIG.
同図において、この第2の実施形態では、上記第1の実施形態と同様に、40局、48スロットの永久磁石モータであるが、ステータ1を12個のステータコア2a〜2lに等分割し、1つのステータコア2に2相のコイル4を分配するものである。ここで、1相のコイル4は「+」のコイルと「−」のコイルの組からなるものであって、コイル数から言えば、各ステータコア2には、2相×2=4個のコイル4が分配されることになる。
In this figure, in the second embodiment, a permanent magnet motor with 40 stations and 48 slots, as in the first embodiment, the
具体的には、ステータコア2aでは、U相(U+,U−)コイル,V相(V−,V+)コイルの順にコイル4が配置され、ステータコア2bでは、W相(W+,W−)コイル,U相(U−,U+)コイルの順にコイル4が配列され、ステータコア2cでは、V相(V+,V−)コイル,W相(W−,W+)コイルの順にコイル4が配置される。そして、次の3個のステータコア2d,2e,2fでは夫々、ステータコア2a,2b,2cと同じ相のコイル4が同じ順序で配置され、同様に、さらに次の3個のステータコア2g,2h,2iでも、さらには、次の3個のステータコア2j,2k,2lでも、夫々ステータコア2a,2b,2cと同じ相のコイル4が同じ順序で配置される。
Specifically, in the
そして、かかる各相のコイル4の配列によると、ステータコア2a,2b間、ステータコア2d,2e間、ステータコア2g,2h間及びステータコア2j,2k間夫々の分割部6は同じV相(V+)コイルとW相(W+)コイルとの間にあり、ステータコア2b,2c間、ステータコア2e,2f間、ステータコア2h,2i間及びステータコア2k,2l間夫々の分割部6は同じU相(U+)コイルとV相(V+)コイルとの間にあり、ステータコア2c,2d間、ステータコア2f,2g間、ステータコア2i,2j間及びステータコア2l,2a間夫々の分割部6は同じW相(W+)コイルとU相(U+)コイルとの間にある。これら以外の場所には、分割部6は存在しない。
According to the arrangement of the
このことからして、ステータ1での分割部6は、U,V相コイル間とV,W相コイル間とW,U相コイル間とにあることになり、U,V,W相のコイルのいずれで磁束を発生しても、これらU,V,W相のコイルについて、夫々同じ個数のコイルで発生した磁束が、いずれも必ず分割部6を通ることになる。即ち、この第2の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、分割部6を通る磁束を発生するコイルの個数がU,V,W相で均等に振り分けられていることになる。図3においては、分割部6を通る磁束を発生するコイルは、U,V,W相で8個ずつである。即ち、分割部6を通る磁束を発生するコイルが各相均等に割り当てられる。
Therefore, the dividing
これにより、この第2の実施形態においては、先の第1の実施形態に比べ、分割部6の個数が多い分、各相で分割部6を通る磁束が多くなり、この分磁束が減少するという分割部6による影響が大きくなるが、先の第1の実施形態と同様、U,V,W相のコイルで磁束を発生する場合には、夫々の相で発生した磁束が均等に分割部6の影響を受けることになり、これらU,V,W相での分割部6による磁束の減少がほぼ均等となって、U,V,W相間での磁束のアンバランスが生することがなく、トルクリップルが抑制される。
Thereby, in this 2nd Embodiment, since there are many division |
なお、この第2の実施形態では、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は、上記第1の実施形態と同様、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は3nであって、n=2である。 In the second embodiment, the minimum number of teeth 3 (and hence the coils 4) required for the three phases U, V, and W are the same as in the first embodiment. The minimum number of teeth 3 (and hence the coils 4) required for the three W phases is 3n, and n = 2.
そして、この第2の実施形態では、3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を12個のステータコア2に等分割(=相数3の4倍)し、夫々のステータコア2に2つの相(相数3−1)のコイル4を分配したものである。ここで、この場合の1つの相のコイルとは、「+」のコイルと「−」のコイルとの組であり、48個のコイルをステータコア2夫々に、48÷12=2×(相数3−1)=4個ずつ分配したものである。
In the second embodiment, in a three-phase (number of phases = 3) permanent magnet motor, the
このことは、1つのステータコア2でのティース数が3相の必要な最小単位ティース(従って、コイル)数の整数倍ではないことになり、このティース数は、上記式(1)において、k=1,n=2であって、3×2−2=4となる。 This means that the number of teeth in one stator core 2 is not an integral multiple of the required number of minimum unit teeth (and therefore coils) of three phases, and this number of teeth is expressed by k = 1, n = 2, and 3 × 2-2 = 4.
また、この第2の実施形態では、これと同じ極数,スロット数の第1の実施形態に対し、ステータ1の分割数が大きく、夫々のステータコア2のそれら配列方向の円弧状の辺の長さが短くなるので、ステータ1の内面側及び外面側となる辺部がより直線に近いものとなり、これにより、ステータコア2を形成するための鋼板を打ち抜く電磁鋼板の利用率がより高まって、ステータコアの歩留まりが向上する。
Further, in the second embodiment, the number of divisions of the
なお、この第2の実施形態では、3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を12個のステータコア2に等分割(=相数3×4)し、夫々のステータコア2に2つの相(相数3−1)のコイル4を分配したものである。ここで、この場合の1つの相のコイルとは、「+」のコイルと「−」のコイルとの組であり、48個のコイルをステータコア2夫々に、48÷12=2×(相数3−1)=4個ずつ分配したものである。
In the second embodiment, in a three-phase (number of phases = 3) permanent magnet motor, the
このようにして、この第2の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、図10で示した従来のステータ1と同じ48スロットのステータでありながら、かかる従来のステータ1を用いた従来の永久磁石モータで発生するトルクリップルを低減することができる。
Thus, in the second embodiment as well, the
図4は本発明による永久磁石モータの第3の実施形態でのステータを示す断面図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a stator in a third embodiment of a permanent magnet motor according to the present invention. Parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
同図において、この第3の実施形態は、32極、48スロット(ティース)の永久磁石モータに関するものであって、ステータ1をステータコア2a〜2fの6個のステータコア2に等分割したものである。そして、各ステータコア2には、8個(=48÷6)のコイル4が分配される。ここで、U,V,W相のコイルは夫々、同じ方向に巻線された一種類のコイル(ここでは、これを「+」のコイルとする)のみからなるものであって、これらU,V,W相のコイルが「U+」コイル,「V+」コイル,「W+」コイルの順の繰り返しでステータ1に配列されている。
In the figure, the third embodiment relates to a 32-pole, 48-slot (tooth) permanent magnet motor, in which the
具体的には、ステータコア2aでは、U+,V+,W+,U+,V+,W+,U+,V+の順でU,V,W相のコイルが配置され、ステータコア2bでは、W+,U+,V+,W+,U+,V+,W+,U+の順でU,V,W相のコイルが配置され、ステータコア2cでは、V+,W+,U+,V+,W+,U+,V+,W+の順でU,V,W相のコイルが配置される。そして、ステータコア2dでは、そのU,V,W相のコイルの配列がステータコア2aと同じ配列であり、ステータコア2eでは、そのU,V,W相のコイルの配列がステータコア2bと同じ配列であり、ステータコア2fでは、そのU,V,W相のコイルの配列がステータコア2cと同じ配列である。
Specifically, in the
かかるコイルの配列によると、ステータコア2a,2b間とステータコア2d,2e間の分割部6がV相のコイル(即ち、「V+」コイル)とW相のコイル(即ち、「W+」コイル)との間にあり、ステータコア2b,2c間とステータコア2e,2f間の分割部6がU相のコイル(即ち、「U+」コイル)とV相のコイル(即ち、「V+」コイル)との間にあり、ステータコア2c,2d間とステータコア2f,2a間の分割部6がW相のコイルとU相のコイルとの間にある。
According to the arrangement of the coils, the divided
これら以外の場所には、分割部6は存在しない。
The
このことからして、ステータ1での分割部6は、U,V相コイル間とV,W相コイル間とW,U相コイル間とにあることになり、先の実施形態と同様、U,V,W相のコイルのいずれで磁束を発生しても、これらU,V,W相のコイルについて、夫々同じ個数のコイルで発生した磁束が、いずれも必ず分割部6を通ることになる。即ち、この第3の実施形態においても、先の実施形態と同様、分割部6を通る磁束を発生するコイルの個数がU,V,W相で均等に振り分けられていることになる。図4においては、分割部6を通る磁束を発生するコイルは、U,V,W相で4個ずつであり、分割部6を通る磁束を発生するコイルが各相に均等に割り当てられる。
Therefore, the dividing
これにより、この第3の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、U,V,W相のコイルで磁束を発生する場合には、夫々の相で発生した磁束が均等に分割部6の影響を受けることになり、これらU,V,W相での分割部6による磁束の減少がほぼ均等となって、U,V,W相間での磁束のアンバランスが生することがなく、トルクリップルが抑制される。
As a result, also in the third embodiment, similarly to the first embodiment, when the magnetic flux is generated by the U, V, and W phase coils, the magnetic flux generated in each phase is divided equally. It will be influenced by the
なお、この第3の実施形態では、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は3nであって、n=1である。 In the third embodiment, the minimum number of teeth 3 (and hence coils 4) required for the three phases U, V, and W is 3n, and n = 1.
そして、この第3の実施形態では、3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を6個のステータコア2に等分割(=相数3の2倍)し、夫々のステータコア2に8つの相(2×相数3+2)のコイル4を分配したものである。即ち、48個のコイルをステータコア2夫々に、48÷6=2×相数3+2=8個ずつ分配したものである。
In the third embodiment, in a three-phase (number of phases = 3) permanent magnet motor, the
このことは、1つのステータコア2でのティース数が3相の必要な最小単位ティース(従って、コイル)数の整数倍ではないことになり、このティース数は、上記式(1)において、k=1,n=2であって、3×2+2=8となる。 This means that the number of teeth in one stator core 2 is not an integral multiple of the required number of minimum unit teeth (and therefore coils) of three phases, and this number of teeth is expressed by k = 1, n = 2, and 3 × 2 + 2 = 8.
このようにして、この第3の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、図10で示した従来のステータ1と同じ48スロットのステータでありながら、かかる従来のステータ1を用いた従来の永久磁石モータで発生するトルクリップルを低減することができる。
In this way, in the third embodiment as well, the
図5は本発明による永久磁石モータの第4の実施形態のステータを示す断面図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a stator of a fourth embodiment of a permanent magnet motor according to the present invention. Parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
同図において、この第4の実施形態も、32極、48スロット(ティース)の永久磁石モータに関するものであり、図4に示す第3の実施形態のように、U,V,W相のコイルは「+」の一種類のコイルからなるものであって、U,V,W相の順に繰り返しステータ1に配列されるものであるが、図3に示す第3の実施形態のように、ステータ1が12個のステータコア2a〜2lに等分割されるものである。したがって、夫々のステータコア2には、48÷12=4個のコイル4が配列されることになる。
In this figure, this fourth embodiment also relates to a 32-pole, 48-slot (teeth) permanent magnet motor, and, like the third embodiment shown in FIG. 4, coils of U, V, and W phases. Is composed of one type of coil “+”, and is repeatedly arranged in the
具体的には、ステータコア2aでは、U相(U+)コイル,V相(V+)コイル,W相(W+)コイル,U相コイルの順にコイル4が配置され、ステータコア2bでは、V相コイル,W相コイル,U相コイル,V相コイルの順にコイル4が配列され、ステータコア2cでは、W相コイル,U相コイル,V相コイル,W相コイルの順にコイル4が配置される。そして、先の第3の実施形態のように、次の3個のステータコア2d,2e,2fでは夫々、ステータコア2a,2b,2cと同じ相のコイル4が同じ順序で配置され、同様に、さらに次の3個のステータコア2g,2h,2iでも、その次の3個のステータコア2j,2k,2lでも、夫々ステータコア2a,2b,2cと同じ相のコイル4が同じ順序で配置される。
Specifically, in
かかる各相のコイル4の配列によると、ステータコア2a,2b間、ステータコア2d,2e間、ステータコア2g,2h間及びステータコア2j,2k間夫々の分割部6は同じV相コイルとW相コイルとの間にあり、ステータコア2b,2c間、ステータコア2e,2f間、ステータコア2h,2i間及びステータコア2k,2l間夫々の分割部6は同じU相コイルとV相コイルとの間にあり、ステータコア2c,2d間、ステータコア2f,2g間、ステータコア2i,2j間及びステータコア2l,2a間夫々の分割部6は同じW相コイルとU相コイルとの間にある。これら以外の場所には、分割部6は存在しない。
According to the arrangement of the
このことからして、ステータ1での分割部6は、U,V相コイル間とV,W相コイル間とW,U相コイル間とにあることになり、U,V,W相のコイルのいずれで磁束を発生しても、これらU,V,W相のコイルについて、夫々同じ個数のコイルで発生した磁束が、いずれも必ず分割部6を通ることになる。即ち、この第4の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、分割部6を通る磁束を発生するコイルの個数がU,V,W相で均等に振り分けられていることになる。図5においては、分割部6を通る磁束を発生するコイルは、U,V,W相で8個ずつである。即ち、分割部6を通る磁束を発生するコイルが各相均等に割り当てられる。
Therefore, the dividing
これにより、この第4の実施形態においては、先の第3の実施形態に比べ、分割部6の個数が多い分、各相で分割部6を通る磁束が多くなり、この分磁束が減少するという分割部6による影響が大きくなるが、先の第1の実施形態と同様、U,V,W相のコイルで磁束を発生する場合には、夫々の相で発生した磁束が均等に分割部6の影響を受けることになり、これらU,V,W相での分割部6による磁束の減少がほぼ均等となって、U,V,W相間での磁束のアンバランスが生することがなく、トルクリップルが抑制される。
Thereby, in this 4th Embodiment, since the number of the
なお、この第4の実施形態では、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は、上記第3の実施形態と同様、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は3nであって、n=1である。 In the fourth embodiment, the number of teeth 3 (therefore, the coil 4) as the minimum unit required for the three phases U, V, and W is the same as that in the third embodiment. The minimum number of teeth 3 (and hence the coils 4) required for the three W phases is 3n, and n = 1.
そして、この第4の実施形態では、3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を12個のステータコア2に等分割(=相数3の4倍)し、夫々のステータコア2に4つの相(1×相数3+1)のコイル4を分配したものである。即ち、48個のコイルをステータコア2夫々に、48÷12=1×相数3+1=4個ずつ分配したものである。
In the fourth embodiment, in a three-phase (number of phases = 3) permanent magnet motor, the
このことは、1つのステータコア2でのティース数が3相の必要な最小単位ティース(従って、コイル)数の整数倍ではないことになり、このティース数は、上記式(1)において、k=1,n=1であって、3×1+1=4となる。 This means that the number of teeth in one stator core 2 is not an integral multiple of the required number of minimum unit teeth (and therefore coils) of three phases, and this number of teeth is expressed by k = 1, n = 1, and 3 × 1 + 1 = 4.
また、この第4の実施形態では、これと同じ極数,スロット数の第3の実施形態に対し、ステータ1の分割数が大きく、夫々のステータコア2のそれら配列方向の円弧状の辺の長さが短くなるので、ステータ1の内面側及び外面側となる辺部がより直線に近いものとなり、これにより、ステータコア2を形成するための鋼板を打ち抜く電磁鋼板の利用率がより高まって、ステータコアの歩留まりが向上する。
Further, in the fourth embodiment, the number of divisions of the
このようにして、この第4の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、図10で示した従来のステータ1と同じ48スロットのステータでありながら、かかる従来のステータ1を用いた従来の永久磁石モータで発生するトルクリップルを低減することができる。
Thus, in the fourth embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the
図6は本発明による永久磁石モータの第5の実施形態のステータを示す断面図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。 FIG. 6 is a sectional view showing a stator of a fifth embodiment of a permanent magnet motor according to the present invention. Parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
同図において、この第5の実施形態は、30極、36スロット(ティース)の永久磁石モータに関するものであり、図2に示す第1の実施形態のように、U,V,W相のコイルは「+」のコイルと「−」のコイルの巻き方向が異なる2種類のコイルからなるものであって、U,V,W相の順に繰り返しステータ1に配列されるものであるが、先の実施形態とは、スロット数(コイル数)が異なるステータコア2を組み合わせたものである。ここでは、このステータ1は、6個のステータコア2に分割されたものであるが、コイル数が8個設けられた3個のステータコア2a,2b,2cが連なって配列され、これに次いで、コイル数が4個設けられた3個のステータコア2d,2e,2fが連なって配置された構成をなすものであり、8×3+4×3=36個のコイル4が配列されることになる。
In this figure, the fifth embodiment relates to a 30-pole, 36-slot (tooth) permanent magnet motor. Like the first embodiment shown in FIG. 2, U, V, and W-phase coils are used. Is composed of two types of coils having different winding directions of the “+” coil and the “−” coil, and is arranged in the
具体的には、ステータコア2aでは、U相(U+,U−)コイル,V相(V−,V+)コイル,W相(W+及びW−)コイル,U相(U−,U+)コイルの順に4つの相のコイル4(合計8個のコイル4)が配置され、ステータコア2bでは、V相(V+,V−)コイル,W相(W−,W+)コイル,U相(U−,U+)コイル,V相(V−,V+)コイルの順に合計8個のコイル4が配列され、ステータコア2cでは、W相(W+,W−)コイル,U相(U−,U+)コイル,V相(V+,V−)コイル,W相(W−,W+)コイルの順に合計8個のコイル4が配置され、ステータコア2dでは、U相(U+,U−)コイル,V相(V−,V+)コイルの順に合計4個のコイル4が配置され、ステータコア2eでは、W相(W+,W−)コイル,U相(U−,U+)コイルの順に合計4個のコイル4が配列され、ステータコア2fでは、V相(V+,V−)コイル,W相(W−,W+)コイルの順に合計4個のコイル4が配置される。
Specifically, in the
かかる各相のコイル4の配列によると、ステータコア2a,2b間とステータコア2e,2f間とで分割部6がU相(U+)コイルとV相(V+)コイルとの間にあり、ステータコア2b,2c間とステータコア2d,2e間とで分割部6がV相(V+)コイルとW相(W+)コイルとの間にあり、ステータコア2c,2d間とステータコア2f,2a間とで分割部6がW相(W+)コイルとU相(U+)コイルとの間にある。これら以外の場所には、分割部6は存在しない。
According to the arrangement of the
このことからして、この第5の実施形態においても、ステータ1での分割部6は、U,V相コイル間とV,W相コイル間とW,U相コイル間とにあることになり、U,V,W相のコイルのいずれで磁束を発生しても、これらU,V,W相のコイルについて、夫々同じ個数のコイルで発生した磁束が、いずれも必ず分割部6を通ることになる。即ち、先の第1の実施形態と同様、分割部6を通る磁束を発生するコイルの個数がU,V,W相で均等に振り分けられていることになる。図6においては、分割部6を通る磁束を発生するコイルは、U,V,W相で4個ずつである。即ち、分割部6を通る磁束を発生するコイルが各相均等に割り当てられる。
Therefore, also in the fifth embodiment, the dividing
これにより、この第5の実施形態においても、先の実施形態と同様、U,V,W相のコイルで磁束を発生する場合には、夫々の相で発生した磁束が均等に分割部6の影響を受けることになり、これらU,V,W相での分割部6による磁束の減少がほぼ均等となって、U,V,W相間での磁束のアンバランスが生することがなく、トルクリップルが抑制される。
As a result, also in the fifth embodiment, as in the previous embodiment, when the magnetic flux is generated by the coils of the U, V, and W phases, the magnetic flux generated in each phase is evenly distributed in the
なお、この第5の実施形態では、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は、上記第3の実施形態と同様、U,V,W相の3相に必要な最小単位のティース3(従って、コイル4)の個数は3nであって、n=2である。 In the fifth embodiment, the minimum number of teeth 3 (and hence the coils 4) required for the three phases U, V, and W are the same as in the third embodiment. The minimum number of teeth 3 (and hence the coils 4) required for the three W phases is 3n, and n = 2.
そして、この第5の実施形態では、3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を6個のステータコア2に分割(=相数3の4倍)するものであるが、そのうちの3個については、2×相数3+2=8個(上記式(1)でk=1,n=2)のコイル4を設け、他の3個については、2×相数3−2=4個(上記式(1)でk=1,n=2)のコイル4を設けるものである。このことは、1つのステータコア2でのティース数が3相の必要な最小単位ティース(従って、コイル)数の整数倍ではないことになる。
In the fifth embodiment, in a three-phase (number of phases = 3) permanent magnet motor, the
なお、この第5の実施形態では、3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を6個のステータコア2に分割(=相数3×2)し、そのうちの3個のステータコア2a〜2cに8個(=2×(相数3+1):ここで、数値「2」は1つの相のコイル数。即ち、4つの相)のコイル4を配置し、残りの3個のステータコア2d〜2fに4個(=2×(相数3−1):ここで、数値「2」は1つの相のコイル数。即ち、2つの相)のコイル4を配置したものである。
In the fifth embodiment, in a three-phase (number of phases = 3) permanent magnet motor, the
このようにして、この第5の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、図10で示した従来のステータを用いた従来の永久磁石モータで発生するトルクリップルを低減することができる。 In this way, in the fifth embodiment, as in the first embodiment, torque ripple generated in the conventional permanent magnet motor using the conventional stator shown in FIG. 10 can be reduced. it can.
図7は本発明による永久磁石モータの第6の実施形態のステータを示す断面図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a stator of a sixth embodiment of a permanent magnet motor according to the present invention. Parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
同図において、この第6の実施形態は、40極、48スロット(ティース)の永久磁石モータに関するものであり、図6に示す第5の実施形態のように、スロット数(コイル数)が異なるステータコア2を組み合わせたものである。ここでは、U,V,W相のコイル4は夫々「+」の1種類のコイルのみからなり、ステータ1は、9個のステータコア2に分割されたものであるが、コイル4が7個設けられた4個のステータコア2a,2c,2e,2g夫々の間にコイル4が4個設けられたステータコア2b,2d,2fが配列され、かつこれらステータコア2gとステータコア2aとの間にコイル4が4個設けられた2つのステータコア2h,2iが配置された構成をなすものであり、7×4+4×5=48個のコイル4が配列されることになる。
In the figure, the sixth embodiment relates to a permanent magnet motor having 40 poles and 48 slots (teeth), and the number of slots (number of coils) is different as in the fifth embodiment shown in FIG. The stator core 2 is combined. Here, the U, V, and W phase coils 4 are each composed of only one type of “+” coil, and the
具体的には、ステータコア2aでは、V相,W相,U相,V相,W相,U相,V相の順に7つの相のコイル4が配置され、ステータコア2bでは、W相,U相,V相,W相順に4つの相のコイル4が配列され、ステータコア2cでは、U相,V相,W相,U相,V相,W相,U相の順に7つの相のコイル4が配置され、ステータコア2dでは、V相,W相,U相,V相の順に4つの相のコイル4が配置され、ステータコア2eでは、W相,U相,V相,W相,U相,V相,W相の順に7つの相のコイル4が配列され、ステータコア2fでは、U相,V相,W相,U相の順に4つの相のコイル4が配置される。次のステータコア2g,2hでは、夫々ステータコア2a,2bと同じ相のコイルが配置され、最後のステータコア2iでは、ステータコア2fと同じ相のコイル4が配置されている。
Specifically, in the
かかる各相のコイル4の配列によると、ステータコア2a,2b間とステータコア2d,2e間とステータ2g,2h間で分割部6がV相コイルとW相コイルとの間にあり、ステータコア2b,2c間とステータコア2e,2f間とステータコア2h,2i間とで分割部6がW相コイルとU相コイルとの間にあり、ステータコア2c,2d間とステータコア2f,2g間とステータコア2i,2a間とで分割部6がU相コイルとV相コイルとの間にある。これら以外の場所には、分割部6は存在しない。
According to the arrangement of the
このことからして、この第6の実施形態においても、ステータ1での分割部6は、U,V相コイル間とV,W相コイル間とW,U相コイル間とに均等にあることになり、U,V,W相のコイルのいずれで磁束を発生しても、これらU,V,W相のコイルについて、夫々同じ個数のコイルで発生した磁束が、いずれも必ず分割部6を通ることになる。即ち、先の第1の実施形態と同様、分割部6を通る磁束を発生するコイルの個数がU,V,W相で均等に振り分けられていることになる。図7においては、分割部6を通る磁束を発生するコイルは、U,V,W相で6個ずつである。即ち、分割部6を通る磁束を発生するコイルが各相均等に割り当てられる。
Therefore, also in the sixth embodiment, the dividing
これにより、この第6の実施形態においても、先の実施形態と同様、U,V,W相のコイルで磁束を発生する場合には、夫々の相で発生した磁束が均等に分割部6の影響を受けることになり、これらU,V,W相での分割部6による磁束の減少がほぼ均等となって、U,V,W相間での磁束のアンバランスが生することがなく、トルクリップルが抑制される。
As a result, also in the sixth embodiment, as in the previous embodiment, when the magnetic flux is generated by the coils of the U, V, and W phases, the magnetic flux generated in each phase is evenly distributed in the
なお、この第6の実施形態では、40極、48スロットの3相(相数=3)の永久磁石モータにおいて、ステータ1を9個のステータコア2に分割(=相数3×3)し、そのうちの4個のステータコア2a,2c,2e,2fに7個(上記式(1)において、2×相数3+1):ここで、数値「2」は1つの相のコイル数)のコイル4を配置し、残りの5個のステータコア2b,2d,2f,2h,2iに夫々4個(上記式(1)において、1×相数3+1))のコイル4を配置したものである。このことは、上記の第2の実施形態と同様である。
In the sixth embodiment, in a three-phase permanent magnet motor having 40 poles and 48 slots (number of phases = 3), the
このようにして、この第6の実施形態においても、先の第1の実施形態と同様、図10で示した従来のステータを用いた従来の永久磁石モータで発生するトルクリップルを低減することができる。 In this way, in the sixth embodiment as well, the torque ripple generated in the conventional permanent magnet motor using the conventional stator shown in FIG. 10 can be reduced as in the first embodiment. it can.
図8は各種極数,スロット数のステータに対するステータコア数,スロット(コイル)数の組み合わせの例を示す図であって、Pは極数、Mはステータの全スロット数、Uは3相分の最小単位のスロット(コイル)数、Ka,Kbはステータコア数、A,Bは夫々ステータコア数、Ka,Kbでの1ステータコア当りのスロット(コイル)数である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of combinations of the number of poles, the number of stator cores, and the number of slots (coils) for the stator of the number of slots. The minimum number of slots (coils), Ka and Kb are the number of stator cores, A and B are the number of stator cores, and the number of slots (coils) per stator core in Ka and Kb.
同図において、夫々の組合わせ例をNo.1,No.2,No.3,……で示し、夫々の組合わせ例毎に、極数P、ステータの全スロット数M、3相分の最小単位のスロット(コイル)数U、ステータコア数Ka,Kb、ステータコア数Ka,Kbでの1ステータコア当りのスロット(コイル)数A,Bを示している。全てのステータコア2でコイル数が等しい場合には、そのステータコア数がステータコア数Kaで、そのコイル数がスロット(コイル)数Aで表わされる。異なるコイル数のステータコア2からなるステータ1の場合には、夫々のステータコア数がステータコア数Ka,Kbで、夫々のステータコア2でのコイル数がスロット(コイル)数A,Bで表わされる。
In FIG. 1, No. 1 2, no. For each combination example, the number of poles P, the total number of slots M of the stator, the number of slots (coils) U of the minimum unit for three phases, the number of stator cores Ka and Kb, the number of stator cores Ka, The number of slots (coils) A and B per stator core at Kb is shown. When all the stator cores 2 have the same number of coils, the number of stator cores is represented by the number of stator cores Ka, and the number of coils is represented by the number of slots (coils) A. In the case of the
ここで、以上の実施形態を図8に対応させると、図2に示す第1の実施形態は、組合わせ例No.9に該当するものであり、図3に示す第2の実施形態は、組合わせ例No.8に該当する。図4に示す第3の実施形態は、3相分の最小単位のスロット(コイル)数Uが3の場合の、組合わせ例No.9に該当するものであり、図5に示す第4の実施形態は、3相分の最小単位のスロット(コイル)数Uが3の場合の、組合わせ例No.8に該当する。また、図6に示す第5の実施形態は、組合わせ例No.7に該当するものであり、図7に示す第6の実施形態は、組合わせ例No.20に該当する。 Here, when the above embodiment corresponds to FIG. 8, the first embodiment shown in FIG. 9 corresponds to the combination example No. 2 in the second embodiment shown in FIG. It corresponds to 8. The third embodiment shown in FIG. 4 is a combination example No. 1 when the number of slots (coils) U in the minimum unit for three phases is three. In the fourth embodiment shown in FIG. 5, the combination example No. 1 in the case where the number of slots (coils) U of the minimum unit for three phases is three is shown. It corresponds to 8. Further, the fifth embodiment shown in FIG. 7 corresponds to the combination example No. 6 in the sixth embodiment shown in FIG. It corresponds to 20.
先の図1〜図7に示す実施形態以外についても、図7に示すように、各種極数、ステータのスロット数の永久磁石モータに対し、ステータの分割数、即ち、ステータコア2の個数や上記式(1)に基づいたステータコアでのスロット数(コイル数)を設定するものであり、これにより、先の実施形態と同様の効果が得られるものである。 In addition to the embodiments shown in FIGS. 1 to 7, as shown in FIG. 7, the number of stator divisions, that is, the number of stator cores 2 and the above, The number of slots (the number of coils) in the stator core based on the formula (1) is set, whereby the same effect as in the previous embodiment can be obtained.
なお、以上では、ロータ7(図1)の分割数(即ち、ロータコア数)については、特に、説明しなかったが、極性のバランスを考慮すると、分割後のロータコアにおいて、N極とS極との個数が一致するように、極数を偶数として分割するのが適切である。 In the above description, the number of divisions (that is, the number of rotor cores) of the rotor 7 (FIG. 1) has not been particularly described. However, in consideration of the balance of the polarity, in the rotor core after division, the N pole and the S pole It is appropriate to divide the number of poles into an even number so that the number of the same number matches.
また、上記実施形態においては、外転型のモータで示しているが、ロータが内側に配置される内転型のモータでも、同様な分割を行なえことにより、同様な効果が得られる。 Moreover, in the said embodiment, although it showed with the outer rotation type motor, the same effect is acquired by performing the same division | segmentation also with the inner rotation type motor by which a rotor is arrange | positioned inside.
ロータ側の磁石の形状の相違によって、本発明の効果がなくなることもない。また、磁石埋め込み型でも、同様な効果は得られる。 The effect of the present invention is not lost by the difference in the shape of the magnet on the rotor side. The same effect can be obtained even in the magnet embedded type.
本発明は、モータのステータのコア分割を行なう際に、特定の相に影響が偏らないように、ステータの分割位置を選定するので、モータのトルクリップルを抑制することができ、高精度な速度制御,位置制御を行なう用途のモータに好適である。 In the present invention, when the core of the stator of the motor is divided, the stator division position is selected so that the influence on a specific phase is not biased. It is suitable for a motor for use in control and position control.
例えば、精密産業機械やエレベータ装置の用途に好適である。
〔付記1〕
複数のスロットに集中巻きコイルを3相に施したステータと、該ステータに対向して複数の永久磁石が設けられたロータとを有する複数の極性で複数のスロットの永久磁石モータであって、
3相を構成する最小単位のティース数が3n(但し、nは1以上の整数であって、1相当りのコイル数)であり、
該ステータが複数のステータコアに分割され、該ステータコアでのティース数が(k×3n)±n(但し、kは1以上の整数)である
ことを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記2〕
付記1において、
前記ステータは、等しいティース数の複数のステータコアで等分割されていることを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記3〕
付記1または2において、
前記ステータコアでは、n=2であって、
夫々の相のコイルは前記ティースでの巻き方向が異なる2つのコイルからなり、同じ相の該2つのコイルが隣り合う前記ティースに取り付けられていることを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記4〕
付記1において、
前記ステータコアでは、n=2であって、
前記ステータは、前記ティース数が異なる2種類の前記ステータコアの配列からなることを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記5〕
付記4において、
前記ティース数が異なる2種類の前記ステータコアのうちの一方の種類の複数の前記ステータコアが連なって配列され、該一方の種類の前記ステータコアの配列に続いて、他方の種類の複数の前記ステータコアが連なって配列されていることを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記6〕
付記4において、
前記ティース数が異なる2種類の前記ステータコアのうちの一方の種類の前記ステータコアと他方の種類の前記ステータコアとが同じ個数だけ交互に、かつ連なって配列されていることを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記7〕
複数のスロットに集中巻きコイルを3相に施したステータと、該ステータに対向して複数の永久磁石が設けられたロータとを有する複数の極性で複数のスロットの永久磁石モータであって、
該ステータに12n(但し、nは1以上の整数)個のティースが設けられ、
該ロータは、極数を10nとし、
該ステータは複数のステータコアに分割されて、該ステータコアでのティース数が、2
の倍数で、かつ6の倍数ではない
ことを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記7〕
付記1〜7のいずれか1つにおいて、
前記ロータが複数のロータコアに分割され、該ロータコアの極数は2の倍数であることを特徴とする永久磁石モータ。
〔付記8〕
付記1〜8のいずれか1つにおいて、
前記ロータは前記ステータの外側に配置され、
前記ロータの前記ステータに対向する表面に矩形形状の永久磁石が配置されていることを特徴とする永久磁石モータ。
For example, it is suitable for precision industrial machinery and elevator equipment.
[Appendix 1]
A permanent magnet motor having a plurality of polarities and a plurality of slots having a stator in which concentrated winding coils are provided in a plurality of slots in three phases, and a rotor provided with a plurality of permanent magnets facing the stator,
The number of teeth of the smallest unit constituting the three phases is 3n (where n is an integer of 1 or more and the number of coils corresponding to 1),
The stator is divided into a plurality of stator cores, and the number of teeth in the stator core is (k × 3n) ± n (where k is an integer of 1 or more).
A permanent magnet motor characterized by that.
[Appendix 2]
In
The permanent magnet motor is characterized in that the stator is equally divided by a plurality of stator cores having the same number of teeth.
[Appendix 3]
In
In the stator core, n = 2,
A coil of each phase consists of two coils with different winding directions in the teeth, and the two coils of the same phase are attached to the adjacent teeth.
[Appendix 4]
In
In the stator core, n = 2,
The stator is formed of an array of two types of stator cores having different numbers of teeth.
[Appendix 5]
In
Of the two types of stator cores having different numbers of teeth, one type of the plurality of stator cores are arranged in series, and after the arrangement of the one type of the stator cores, the other type of the plurality of stator cores are arranged. Permanent magnet motors characterized by being arranged.
[Appendix 6]
In
A permanent magnet motor, wherein one type of the stator cores and the other type of the stator cores of the two types of stator cores having different numbers of teeth are alternately and continuously arranged.
[Appendix 7]
A permanent magnet motor having a plurality of polarities and a plurality of slots having a stator in which concentrated winding coils are provided in a plurality of slots in three phases, and a rotor provided with a plurality of permanent magnets facing the stator,
12n (where n is an integer of 1 or more) teeth are provided on the stator,
The rotor has a pole number of 10n,
The stator is divided into a plurality of stator cores, and the number of teeth in the stator core is 2
Is not a multiple of 6
A permanent magnet motor characterized by that.
[Appendix 7]
In any one of appendices 1-7,
The rotor is divided into a plurality of rotor cores, and the number of poles of the rotor core is a multiple of two.
[Appendix 8]
In any one of appendices 1-8,
The rotor is disposed outside the stator;
A permanent magnet motor, wherein a rectangular permanent magnet is disposed on a surface of the rotor facing the stator.
1 ステータ
2a〜2d ステータコア
3 ティース
4 コイル
5 スロット
6 分割部
7 ロータ
8a〜8e ロータコア
9 永久磁石
10 分割部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
3相を構成するステータの最小単位のティース数は3n(但し、nは1以上の整数であって、1相当りのコイル数)であり、
前記ステータは、等しいティース数の複数のステータコアで等分割され、前記ステータコアでのティース数は(k×3n)±n(但し、kは1以上の整数)であり、
前記ステータコアの1相当たりのコイル数は2であって、夫々の相のコイルは前記ティースでの巻き方向が異なる2つのコイルからなり、同じ相の前記2つのコイルは隣り合うティースに取り付けられ、
前記ロータは、前記ステータコアの接合部と同時に対向する接合部が1箇所となる様に複数のロータコアに分割され、該ロータコアの極数は2の倍数であることを特徴とする永久磁石モータ。 A permanent magnet motor having a stator in which concentrated winding coils are provided in a plurality of slots in three phases, and a rotor provided with a plurality of permanent magnets facing the stator,
The minimum number of teeth of the stator constituting the three phases is 3n (where n is an integer of 1 or more and the number of coils corresponding to 1),
The stator is divided equally in a plurality of stator cores of equal number of teeth, the number of teeth in the stator core is (k × 3n) ± n (where, k is an integer of 1 or more) Ri der,
The number of coils per phase of the stator core is 2, each phase coil is composed of two coils with different winding directions in the teeth, and the two coils of the same phase are attached to adjacent teeth,
The rotor is divided into a plurality of rotor cores such that a joint portion that faces the joint portion of the stator core at the same time is one, and the number of poles of the rotor core is a multiple of two.
前記ステータは、6つのステータコアに等分割され、それぞれに8個のコイルを有し、前記ロータは、5つのロータコアで、それぞれに8個の極数を有することを特徴とする永久磁石モータ。 The stator is equally divided into six stator cores, each having eight coils, and the rotor is five rotor cores each having eight poles.
それぞれのステータコアの接合部を通る磁束を発生するコイルが各相均等に割り当てられていることを特徴とする永久磁石モータ。 The permanent magnet motor according to claim 1 or 2 ,
A permanent magnet motor characterized in that coils for generating magnetic flux passing through the joints of the respective stator cores are assigned equally to each phase .
前記ロータは前記ステータの外側に配置され、
前記ロータの前記ステータに対向する表面に矩形形状の永久磁石が配置されていることを特徴とする永久磁石モータ。 In any one of Claims 1-3 ,
The rotor is disposed outside the stator;
A permanent magnet motor, wherein a rectangular permanent magnet is disposed on a surface of the rotor facing the stator.
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