JP3599071B2 - 永久磁石形同期電動機の回転子 - Google Patents
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Description
【００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ダンパ巻線を備えた永久磁石形同期電動機の回転子に関する。
【００２】
【従来の技術】
第１の従来の技術として、界磁の表面に所定の極対数の界磁永久磁石を設け、この界磁永久磁石の中央内面に凹部を設け、この凹部に界磁永久磁石の端部に電気的に閉じた高導電率の輪状体のダンパ巻線を嵌め込んだものがある（例えば、実公昭４７−７７９５号公報）。
第２の従来の技術として、永久磁石を用いた同期電動機の始動特性をよくするため、ｄ軸ダンパとして、積層コアの表面に磁石装着用空間を打ち抜き、この磁石装着用空間に磁極となる界磁永久磁石を装着し、界磁永久磁石と等径上の、隣接磁極間の鉄心中に、かご形導体を埋め込んだ部分を分散配置したものがある（例えば、特公昭６３−２０１０５号公報の従来例）。
また、第３の従来の技術として、モータ用に、円周方向にＮＳ極を多極着磁したリング状プラスチックマグネットがある（例えば、特開昭６３−１９０５３８号公報）。
【００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１の従来の技術では、ダンパ巻線を界磁軸（ｄ軸）上に設けてあり、ダンパ効果はｑ軸磁束に対して生じるため、制御電流の変化を抑制してしまい、制御性が著しく悪くなる。
また、第２の従来の技術では、始動特性と負荷変動の補償にはよいが、界磁永久磁石間のコアが突極性をもつためリラクタンストルクによるトルクリップルが生じるという問題がある。また、積層コアの表面に磁石装着用空間を打ち抜き、磁石装着用空間に界磁永久磁石を挿入するので、組立が面倒であるとともに、界磁永久磁石の固定を長寿命で強固に維持するのが難しいという問題もある。
近年、永久磁石の強度が向上し、第３の従来の技術に開示されているようなリングマグネットをモータのロータ側に適用できるようになってきた。
また、最近、バリとり等負荷変動の激しい用途に適用するロボットの関節や手首等の多軸・同軸心駆動用として、軽量な中空軸形の永久磁石形同期電動機の要望がある。
そこで、本発明は、ｄ軸に対して有効なダンパ効果を生じる、負荷変動を補償でき、組立が簡単で強度を向上させる永久磁石形同期電動機の回転子を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ヨークと、このヨーク外周側に所定のピッチ角で隣り合うものの極性を交互に入れ換えて設けた界磁永久磁石と、この界磁永久磁石を取り囲んで設けたダンパ巻線よりなる永久磁石形同期電動機の回転子において、前記界磁永久磁石の界磁軸と前記ダンパ巻線の中心軸とが電気角で９０°の位相差を有し、かつ、界磁永久磁石の外径側を、所定のピッチでコアに設けたスロット内に収納し、界磁永久磁石と同じ極対数のコイルを巻回したティースに対向させるようにしたものである。
また、前記ヨークを中空のリング状とし、前記界磁永久磁石を前記ヨークの外周に嵌め合わせたリングマグネットとし、このリングマグネットに所定のピッチ角で軸方向の溝を設け、この溝内に前記ダンパ巻線を収納するようにしたものである。
【００５】
【作用】
上記手段により、負荷変動に対し、ダンパ巻線２とコイルの作る磁束に位相差が生じ、ダンパ巻線２に電流が流れ、この電流の作る磁束がｄ軸磁束を付勢する。
【００６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は第１の実施例を示す正面図、図２は動作原理を示す模式図である。
リング状のヨーク３の外表面には、所定極対数の界磁永久磁石１を所定の極ピッチ角で隣り合うもの同志の極性を交互に入れ換えて、固定してある。
おのおのの界磁永久磁石１の周囲を囲んで、１ターンもしくは数ターンのリング状のダンパ巻線２の中心軸を界磁永久磁石１の界磁軸と機械角を一致させて設けてある。
すなわち、界磁永久磁石１の界磁軸（ｄ軸）とダンパ巻線２の中心軸とは、電気角で９０°の位相差を生じるようにしてある。
界磁永久磁石１の外径側は、所定のピッチでコア６に設けたスロット４内に収納し、界磁永久磁石１と同じ極対数のコイル５を巻回したティース７に対向させてある。
図２により、本発明の作動原理を説明する。説明を簡単にするため、界磁１極対とダンパ巻線２の関係について説明する。
一般的に、永久磁石形同期電動機の電気子電流は、ｑ軸磁束φｑを負荷に合わせるように、コイル５に供給する正弦波状の電流を制御する。
コイル５の作る磁束φｑ＊ｓｉｎ θで運転中、外乱等により負荷が変動すると、界磁軸（ｄ軸）とコイルの磁極にｄθの位相変動が生じ、ダンパ巻線２はφｑ＊ｓｉｎ ｄθの磁束と鎖交し、電流ｉが流れる。この電流ｉにより界磁側にφａｄの磁束が生じ、ｄ軸磁束φｄを付勢し、負荷変動が補償される。すなわち、ｄ軸磁束に対してダンパ効果が生じる。
図３は第２の実施例を示す正面図である。
中空のリング状のヨーク３の外表面には、リングマグネット１Ｒを嵌め合わせてある。
リングマグネット１Ｒの内径側には、ブリッヂ部１１を切り残して、等極ピッチで半円弧状の複数の溝１２を軸方向に設けてある。溝１２間には、隣合うものの極性を交互に入れ換えて着磁した界磁磁極１３を形成してある。この界磁磁極１３を囲んで１ターンもしくは数ターンの絶縁皮膜で被覆したダンパ巻線２を溝１２内に収納する。
すなわち、界磁磁極１３の界磁軸（ｄ軸）とダンパ巻線２とは電気角で９０度の位相差を生じる。
【００７】
図４は第３の実施例を示す正面図である。
この例は、実施例のリングマグネット１Ｒのブリッヂ部１１を内径側に、溝１２を外径側に設け、ダンパ巻線２を外径側から溝１２内に挿入したのち、接着剤やレーザ等による溶接等により固定したものである。
この場合、固定に接着剤を用いる場合は、接着剤が劣化するとダンパ巻線２が飛びだす危険性はあるが、ダンパ巻線２の被覆の破損は防止し易い。
【００８】
【発明の効果】
上記の構成により、下記の効果がある。
（１）負荷変動をダンパ巻線により吸収するので、定常運転時の負荷変動を補償でき、サーボロック時に発生するロータの微振動も抑制できる。
（２）ヨークを中空にしてあるので、同軸心に多数の軸を設けることができ、軽量な多軸・同軸駆動用の同期電動機を実現できる。
（３）第２および第３の実施例においては、リング状のヨークの外周に、界磁磁極を形成した連続体のリングマグネットを嵌め合わせるので、組立が簡単で、強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す正面図。
【図２】本発明の実施例の作動原理を説明するための模式図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す正面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す正面図。
【符号の説明】
１ 界磁永久磁石
１Ｒ リングマグネット
２ ダンパ巻線
３ ヨーク
４ スロット
５ コイル
６ コア
７ ティース
１１ ブリッヂ部
１２ 溝
１３ 界磁磁極
【産業上の利用分野】
本発明は、ダンパ巻線を備えた永久磁石形同期電動機の回転子に関する。
【００２】
【従来の技術】
第１の従来の技術として、界磁の表面に所定の極対数の界磁永久磁石を設け、この界磁永久磁石の中央内面に凹部を設け、この凹部に界磁永久磁石の端部に電気的に閉じた高導電率の輪状体のダンパ巻線を嵌め込んだものがある（例えば、実公昭４７−７７９５号公報）。
第２の従来の技術として、永久磁石を用いた同期電動機の始動特性をよくするため、ｄ軸ダンパとして、積層コアの表面に磁石装着用空間を打ち抜き、この磁石装着用空間に磁極となる界磁永久磁石を装着し、界磁永久磁石と等径上の、隣接磁極間の鉄心中に、かご形導体を埋め込んだ部分を分散配置したものがある（例えば、特公昭６３−２０１０５号公報の従来例）。
また、第３の従来の技術として、モータ用に、円周方向にＮＳ極を多極着磁したリング状プラスチックマグネットがある（例えば、特開昭６３−１９０５３８号公報）。
【００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１の従来の技術では、ダンパ巻線を界磁軸（ｄ軸）上に設けてあり、ダンパ効果はｑ軸磁束に対して生じるため、制御電流の変化を抑制してしまい、制御性が著しく悪くなる。
また、第２の従来の技術では、始動特性と負荷変動の補償にはよいが、界磁永久磁石間のコアが突極性をもつためリラクタンストルクによるトルクリップルが生じるという問題がある。また、積層コアの表面に磁石装着用空間を打ち抜き、磁石装着用空間に界磁永久磁石を挿入するので、組立が面倒であるとともに、界磁永久磁石の固定を長寿命で強固に維持するのが難しいという問題もある。
近年、永久磁石の強度が向上し、第３の従来の技術に開示されているようなリングマグネットをモータのロータ側に適用できるようになってきた。
また、最近、バリとり等負荷変動の激しい用途に適用するロボットの関節や手首等の多軸・同軸心駆動用として、軽量な中空軸形の永久磁石形同期電動機の要望がある。
そこで、本発明は、ｄ軸に対して有効なダンパ効果を生じる、負荷変動を補償でき、組立が簡単で強度を向上させる永久磁石形同期電動機の回転子を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ヨークと、このヨーク外周側に所定のピッチ角で隣り合うものの極性を交互に入れ換えて設けた界磁永久磁石と、この界磁永久磁石を取り囲んで設けたダンパ巻線よりなる永久磁石形同期電動機の回転子において、前記界磁永久磁石の界磁軸と前記ダンパ巻線の中心軸とが電気角で９０°の位相差を有し、かつ、界磁永久磁石の外径側を、所定のピッチでコアに設けたスロット内に収納し、界磁永久磁石と同じ極対数のコイルを巻回したティースに対向させるようにしたものである。
また、前記ヨークを中空のリング状とし、前記界磁永久磁石を前記ヨークの外周に嵌め合わせたリングマグネットとし、このリングマグネットに所定のピッチ角で軸方向の溝を設け、この溝内に前記ダンパ巻線を収納するようにしたものである。
【００５】
【作用】
上記手段により、負荷変動に対し、ダンパ巻線２とコイルの作る磁束に位相差が生じ、ダンパ巻線２に電流が流れ、この電流の作る磁束がｄ軸磁束を付勢する。
【００６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は第１の実施例を示す正面図、図２は動作原理を示す模式図である。
リング状のヨーク３の外表面には、所定極対数の界磁永久磁石１を所定の極ピッチ角で隣り合うもの同志の極性を交互に入れ換えて、固定してある。
おのおのの界磁永久磁石１の周囲を囲んで、１ターンもしくは数ターンのリング状のダンパ巻線２の中心軸を界磁永久磁石１の界磁軸と機械角を一致させて設けてある。
すなわち、界磁永久磁石１の界磁軸（ｄ軸）とダンパ巻線２の中心軸とは、電気角で９０°の位相差を生じるようにしてある。
界磁永久磁石１の外径側は、所定のピッチでコア６に設けたスロット４内に収納し、界磁永久磁石１と同じ極対数のコイル５を巻回したティース７に対向させてある。
図２により、本発明の作動原理を説明する。説明を簡単にするため、界磁１極対とダンパ巻線２の関係について説明する。
一般的に、永久磁石形同期電動機の電気子電流は、ｑ軸磁束φｑを負荷に合わせるように、コイル５に供給する正弦波状の電流を制御する。
コイル５の作る磁束φｑ＊ｓｉｎ θで運転中、外乱等により負荷が変動すると、界磁軸（ｄ軸）とコイルの磁極にｄθの位相変動が生じ、ダンパ巻線２はφｑ＊ｓｉｎ ｄθの磁束と鎖交し、電流ｉが流れる。この電流ｉにより界磁側にφａｄの磁束が生じ、ｄ軸磁束φｄを付勢し、負荷変動が補償される。すなわち、ｄ軸磁束に対してダンパ効果が生じる。
図３は第２の実施例を示す正面図である。
中空のリング状のヨーク３の外表面には、リングマグネット１Ｒを嵌め合わせてある。
リングマグネット１Ｒの内径側には、ブリッヂ部１１を切り残して、等極ピッチで半円弧状の複数の溝１２を軸方向に設けてある。溝１２間には、隣合うものの極性を交互に入れ換えて着磁した界磁磁極１３を形成してある。この界磁磁極１３を囲んで１ターンもしくは数ターンの絶縁皮膜で被覆したダンパ巻線２を溝１２内に収納する。
すなわち、界磁磁極１３の界磁軸（ｄ軸）とダンパ巻線２とは電気角で９０度の位相差を生じる。
【００７】
図４は第３の実施例を示す正面図である。
この例は、実施例のリングマグネット１Ｒのブリッヂ部１１を内径側に、溝１２を外径側に設け、ダンパ巻線２を外径側から溝１２内に挿入したのち、接着剤やレーザ等による溶接等により固定したものである。
この場合、固定に接着剤を用いる場合は、接着剤が劣化するとダンパ巻線２が飛びだす危険性はあるが、ダンパ巻線２の被覆の破損は防止し易い。
【００８】
【発明の効果】
上記の構成により、下記の効果がある。
（１）負荷変動をダンパ巻線により吸収するので、定常運転時の負荷変動を補償でき、サーボロック時に発生するロータの微振動も抑制できる。
（２）ヨークを中空にしてあるので、同軸心に多数の軸を設けることができ、軽量な多軸・同軸駆動用の同期電動機を実現できる。
（３）第２および第３の実施例においては、リング状のヨークの外周に、界磁磁極を形成した連続体のリングマグネットを嵌め合わせるので、組立が簡単で、強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す正面図。
【図２】本発明の実施例の作動原理を説明するための模式図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す正面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す正面図。
【符号の説明】
１ 界磁永久磁石
１Ｒ リングマグネット
２ ダンパ巻線
３ ヨーク
４ スロット
５ コイル
６ コア
７ ティース
１１ ブリッヂ部
１２ 溝
１３ 界磁磁極
Claims (2)
- ヨークと、このヨーク外周側に所定のピッチ角で隣り合うものの極性を交互に入れ換えて設けた界磁永久磁石と、この界磁永久磁石を取り囲んで設けたダンパ巻線よりなる永久磁石形同期電動機の回転子において、
前記界磁永久磁石の界磁軸と前記ダンパ巻線の中心軸とが電気角で９０°の位相差を有し、
かつ、界磁永久磁石の外径側を、所定のピッチでコアに設けたスロット内に収納し、界磁永久磁石と同じ極対数のコイルを巻回したティースに対向させたことを特徴とする永久磁石形同期電動機の回転子。 - ヨークと、このヨーク外周側に所定のピッチ角で隣り合うものの極性を交互に入れ換えて設けた界磁永久磁石と、この界磁永久磁石を取り囲んで設けたダンパ巻線よりなる永久磁石形同期電動機の回転子において、
前記ヨークを中空のリング状とし、前記界磁永久磁石を前記ヨークの外周に嵌め合わせたリングマグネットとし、このリングマグネットに所定のピッチ角で軸方向の溝を設け、この溝内に前記ダンパ巻線を収納したことを特徴とする永久磁石形同期電動機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29345595A JP3599071B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 永久磁石形同期電動機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29345595A JP3599071B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 永久磁石形同期電動機の回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09117081A JPH09117081A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3599071B2 true JP3599071B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=17794982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29345595A Expired - Lifetime JP3599071B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 永久磁石形同期電動機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3599071B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104319971A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-01-28 | 华中科技大学 | 一种带有阻尼线圈的交流永磁同步伺服电机 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5183218B2 (ja) * | 2008-01-11 | 2013-04-17 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型回転電機 |
| JP5241561B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2013-07-17 | 三菱電機株式会社 | 表面磁石型モータ及び電動パワーステアリング装置 |
| JP5424814B2 (ja) | 2009-05-21 | 2014-02-26 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型回転電機 |
| JP5394834B2 (ja) * | 2009-06-25 | 2014-01-22 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型回転電機の回転子 |
| US9419505B2 (en) * | 2011-06-17 | 2016-08-16 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Synchronous motor |
| JP5995759B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2016-09-21 | 株式会社豊田中央研究所 | 温度計測機能を備えているロータ |
| JP2016039774A (ja) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 株式会社リコー | 永久磁石型モータ、位置推定装置及びモータ駆動制御装置 |
| CN109687673A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-26 | 江苏大学 | 一种考虑位置传感器代偿的车用五相永磁容错电机 |
-
1995
- 1995-10-16 JP JP29345595A patent/JP3599071B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104319971A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-01-28 | 华中科技大学 | 一种带有阻尼线圈的交流永磁同步伺服电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09117081A (ja) | 1997-05-02 |
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Legal Events
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