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JPH07222385A - 逆突極性円筒型磁石同期電動機 - Google Patents

逆突極性円筒型磁石同期電動機

Info

Publication number
JPH07222385A
JPH07222385A JP6027537A JP2753794A JPH07222385A JP H07222385 A JPH07222385 A JP H07222385A JP 6027537 A JP6027537 A JP 6027537A JP 2753794 A JP2753794 A JP 2753794A JP H07222385 A JPH07222385 A JP H07222385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
magnet
rotor
protrusions
recesses
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.)
Pending
Application number
JP6027537A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihide Mashita
明秀 真下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP6027537A priority Critical patent/JPH07222385A/ja
Publication of JPH07222385A publication Critical patent/JPH07222385A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】逆突極性を有し、製作が容易な逆突極性円筒型
磁石同期電動機を得る。 【構成】円筒型永久磁石3を備えた円筒型磁石同期電動
機において、回転子鉄心1の外周を等分する位置に配置
され円弧状の4個の鉄心凹部1a,鉄心凸部1bと、円
筒型永久磁石3の内周に突出し鉄心凹部1a,鉄心凸部
1bと逆形状の磁石凸部3a,磁石凹部3bとを備え、
回転子鉄心1の外径側に円筒状永久磁石3が取りつけら
れ、磁石凸部3aにN,S交互に半径方向に着磁され、
直軸磁路は磁気抵抗が大きく横軸磁路は磁気抵抗が小さ
くなって逆突極性をもち、かつ回転子の製作が容易とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、円筒型永久磁石を備
え逆突極性を有する逆突極性円筒磁石同期電動機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】同期電動機では、直流界磁が必要であ
り、このために交流電源とともに直流電源が不可欠であ
った。その後磁気材料の進歩とともに保磁力が大きく安
価なフェライト磁石等の出現により永久磁石を用いた永
久磁石同期電動機の用途が拡大している。突極型同期電
動機のトルクには、ローレンツ力によるトルクとリラク
タンストルクがある。リラクタンストルクは固定子巻線
電流から発生する磁束と回転子鉄心との磁気的吸引力に
よって生ずるトルクである。同期電動機の電機子電流に
よる作用を考えるとき、二反作用法によるリアクタンス
が用いられる。ここで、一般的には直軸電流に対する直
軸リアクタンスは横軸電流に対する横軸リアクタンスよ
り大きく、リアクタンストルクはローレンツ力によるト
ルクと逆向きである。しかし、横軸リアクタンスが直軸
リアクタンスより大きい所謂逆突極性をもたせれば、リ
アクタンストルクはローレンツ力と同方向に働き同期電
動機のトルク特性を向上させることができる。
【0003】3相永久磁石同期電動機では回転子の位置
検出が必要であり、回転子位置検出に逆突極性を利用す
る方法として下記のものがある。特定の相巻線の巻線軸
を基準にとり、回転子の角変化によるその電機子巻線の
インダクタンスの変化をみると、各相のインダクタンス
は回転子の位置により異なるので、電機子巻線のインダ
クタンスの回転位置による相対的な値の変化から回転子
の位置を知ることができる。また、各相電圧,電流の瞬
時値を3相−2相変換し、直軸−横軸とのずれ角を求め
ることにより回転子の位置を知る方法がある。
【0004】永久磁石同期電動機において逆突極性を利
用して高効率運転する方法がある。それは、直軸リアク
タンス、横軸リアクタンスの違いにより発生するリラク
タンストルクを有効に利用し、電流ベクトルを制御し、
常に最大効率で運転するようにするものである。
【0005】従来永久磁石同期電動機は、略円環状の固
定子鉄心の内周側に開孔部を有するスロットが等間隔に
形成され、固定子巻線が収納されている。回転子鉄心に
永久磁石を取り付けた回転子が固定子の内側に配置され
ている。従来の回転子の構造について図3〜図5に基づ
いて説明する。図3は従来の逆突極性永久磁石同期電動
機の回転子の垂直断面図である。永久磁石2は断面が台
形をなし、回転子鉄心1の軸方向に穿たれた孔に挿入さ
れ、半径方向に磁極のN,Sが交互に着磁された4個の
永久磁石2が対称的に配置されている。図4は他の従来
の逆突極性永久磁石同期電動機の回転子の垂直断面図で
ある。図4の例は回転子鉄心1の外径側に4箇所の円弧
状の鉄心凹部1aを設け、半径方向に磁極のN,Sが交
互に着磁された4個の円弧状の永久磁石2が鉄心凹部1
aに取り付けられ対称的に配置されている。図3,図4
の構造では横軸リアクタンスが直軸リアクタンスより大
きくなり逆突極性となる。
【0006】図5は従来の円筒型永久磁石を用いた同期
電動機の垂直断面図である。回転子鉄心1の外径側に円
筒状の永久磁石2を接着剤により取り付け、半径方向に
磁極のN,Sが交互に着磁され連続して配置されてい
る。この構造では逆突極性は殆ど現れないが、回転子鉄
心1と永久磁石2との取り付けが簡単であり、かつ磁石
鉄心の回転子鉄心への取付け後の着磁も可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の永久磁石同期電
動機において、図3,図4の構造では永久磁石2は回転
子鉄心1へ装着後の着磁が困難なので、あらかじめ着磁
する。そのため着磁済みの永久磁石2の保管や取扱に手
間がかかるという問題があった。また、着磁した永久磁
石2を回転子鉄心1に埋め込んだり、または回転子鉄心
1に取付部材を介して装着するのに手間がかかり、生産
性が悪いという問題があった。従来の円筒状永久磁石3
では永久磁石の回転子鉄心1への取り付けは容易だが、
逆突極性がないため、リアクタンストルクが発生しない
という問題があった。
【0008】この発明は、逆突極性を有し、製作が容易
な逆突極性円筒型磁石同期電動機を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】略円環状の固定子鉄心に
複数相の固定子巻線を巻回した固定子と、この固定子の
内周面と同心の回転子鉄心の外径側に配置され、磁極毎
にN,S交互に半径方向に着磁された円筒型永久磁石を
備えた回転子とからなる円筒型磁石同期電動機におい
て、前記回転子鉄心の外周を等分する位置に配置され円
弧状の偶数の鉄心凹部,この鉄心凹部間に形成される鉄
心凸部と、前記円筒状永久磁石の内周に突出し前記鉄心
凹部と逆形状の円弧状の磁石凸部,この磁石凸部間に形
成され前記鉄心凸部と逆形状の磁石凹部とを備え、前記
回転子鉄心の外径側に前記円筒型永久磁石が嵌め合わさ
れ、前記鉄心凸部にN,S交互に半径方向に着磁された
回転子を設けたことによって、上記目的を達成する。
【0010】
【作用】この発明においては、回転子鉄心の外周を等分
する位置に配置され円弧状の偶数の鉄心凹部,この鉄心
凹部間に形成された鉄心凸部と、円筒状永久磁石の内周
に突出し鉄心凹部と逆形状の円弧状の磁石凸部,この磁
石凸部間に形成され鉄心凸部と逆形状の磁石凹部とを備
え、回転子鉄心の外径側に円筒型永久磁石が嵌め合わさ
れ、鉄心凸部にN,S交互に半径方向に着磁された回転
子を設け、永久磁石の透磁率は空気の透磁率とほぼ等し
いので、永久磁石の極間部は固定子との空隙が磁極部よ
り狭くなるのに等しい。そのため直軸磁束に対する直軸
磁路の磁気抵抗は横軸磁束に対する横軸磁路の磁気抵抗
より小さくなり、横軸リアクタンスが直軸リアクタンス
より大きくなって所謂逆突極性を示す。
【0011】
【実施例】以下図に基づいてこの発明の実施例を説明す
る。図1はこの発明の実施例による逆突極性円筒型磁石
同期電動機の垂直断面図である。図1において図5と同
じ部位は同じ符号を付し説明を省略する。図1におい
て、回転子鉄心1の外周を4等分する位置に配置され円
弧状の4個の鉄心凹部1a,鉄心凹部1a間に形成され
る鉄心凸部1bを備える。円筒型永久磁石3の内周に突
出し鉄心凹部1aと逆形状の円弧状の磁石凸部3a,磁
石凸部3a間に形成され鉄心凸部1bと逆形状の磁石凹
部3bを備える。鉄心凹部1aに磁石凸部3aが嵌め合
わされ、かつ鉄心凸部1bと磁石凹部3bとが嵌め合わ
せされ、回転子鉄心1の外径側に円筒型永久磁石3が接
着剤により接着される。さらに、磁石凸部3aにN,S
が交互になるように半径方向に着磁される。このように
構成された回転子を固定子の内側に取り付ける。円筒型
永久磁石2は一体のため回転子鉄心1に容易に取り付け
できる。また、磁石鉄心を回転子鉄心1に取り付けた後
の着磁が可能であり、磁石鉄心の取扱に手間がかからな
くなる。
【0012】図2は図1の回転子を備えた逆突極性円筒
型磁石同期電動機の電機子電流の磁路を示す図である。
磁極の中心を通る直軸磁束の磁路である直軸磁路4d
は、円筒型永久磁石3の磁石凸部3aを通り、永久磁石
3の透磁率が空気の透磁率と同じなので、この部分は固
定子と回転子との空隙が大きいことを意味し、直軸磁路
4dの磁気抵抗は大きい。一方、磁極の極間部3bを通
る横軸磁束の磁路である横軸磁路4qは鉄心の半径方向
の厚さが薄いので、この部分は固定子と回転子との間の
空隙が狭いことを意味し、横軸磁路4qの磁気抵抗が小
さい。その結果直軸リアクタンスよりも横軸リアクタン
スが大きくなり、逆突極性が得られる。このようにして
この発明による円筒型同期電動機は、トルク特性を向上
させることができる。
【0013】
【発明の効果】この発明によれば、凹部,凸部を有する
回転子鉄心の外径側に、凸部,凹部を有する円筒状永久
磁石が嵌め合わされ、磁石凸部にN,S交互に半径方向
に着磁された回転子を設けるので、直軸磁路は厚い磁石
凸部を通るため磁気抵抗が大きく、横軸磁路は薄い極間
部を通るため磁気抵抗は小さくなり、逆突極性が得ら
れ、トルク特性を向上させることができる。また、一体
の円筒型永久磁石を回転子鉄心に取り付けるので、回転
子の製作が容易となる。さらに、磁石鉄心を回転子鉄心
に取り付けた後の着磁が可能であり、磁石鉄心の取扱に
手間がかからなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例による逆突極性円筒型磁石同
期電動機の回転子の垂直断面図である。
【図2】図1の逆突極性円筒型磁石同期電動機の電機子
電流による磁束の磁路を示す垂直断面図である。
【図3】従来の逆突極性永久磁石同期電動機の回転子の
垂直断面図である。
【図4】従来の他の逆突極性永久磁石同期電動機の回転
子の垂直断面図である。
【図5】従来の円筒型磁石同期電動機の回転子の垂直断
面図である。
【符号の説明】
1 回転子鉄心 1a 鉄心凹部 1b 鉄心凸部 2 永久磁石 3 円筒型永久磁石 3a 磁石凸部 3b 磁石凹部 4 固定子 4d 直軸磁路 4q 横軸磁路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】略円環状の固定子鉄心に複数相の固定子巻
    線を巻回した固定子と、この固定子の内周面と同心の回
    転子鉄心の外径側に配置され、磁極毎にN,S交互に半
    径方向に着磁された円筒型永久磁石を備えた回転子とか
    らなる円筒型磁石同期電動機において、前記回転子鉄心
    の外周を等分する位置に配置され円弧状の偶数の鉄心凹
    部,この鉄心凹部間に形成される鉄心凸部と、前記円筒
    状永久磁石の内周に突出し前記鉄心凹部と逆形状の円弧
    状の磁石凸部,この磁石凸部間に形成され前記鉄心凸部
    と逆形状の磁石凹部とを備え、前記回転子鉄心の外径側
    に前記円筒型永久磁石が嵌め合わされ、前記鉄心凸部に
    N,S交互に半径方向に着磁された回転子を設けたこと
    を特徴とする逆突極性円筒型磁石同期電動機。
JP6027537A 1994-01-31 1994-01-31 逆突極性円筒型磁石同期電動機 Pending JPH07222385A (ja)

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