JP2000217290A - Electric motor - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動機において、空隙(エアギャップ)の不
平衡等によって発生する周期的な加振力を抑え、振動、
騒音を抑える。
【解決手段】 電動機は、マグネットを有する回転子の
外側に配置する固定子に少なくとも各相毎に同極となる
巻線を固定子に相対して巻回し、所定数の相を構成して
なる。4極の巻線のうち各相毎に同極の巻線同士を並列
に接続するとともに、この並列の巻線を直列に接続して
一相の巻線とする。U相について、巻線Uaと巻線Uc
とを並列に接続し、巻線Ubと巻線Udとを並列に接続
し、それら巻線回路を直列に接続し、この直列回路の一
端をリード端子Uに接続し、他端を中性点N1に接続す
るとともに、V相の巻線Va,Vb,Vc,Vdおよび
W相の巻線Wa,Wb,Wc,WdについてもU相と同
様に接続してスター接続方式で電動機の巻線を接続す
る。
(57) [Summary] [PROBLEMS] In an electric motor, a periodic excitation force generated by imbalance of an air gap (air gap) is suppressed to reduce vibration,
Reduce noise. SOLUTION: An electric motor is configured such that a winding having at least the same polarity is wound around a stator disposed outside a rotor having a magnet, at least for each phase, relative to the stator, thereby forming a predetermined number of phases. . Of the four-pole windings, the same-polarity windings are connected in parallel for each phase, and the parallel windings are connected in series to form a one-phase winding. For U phase, winding Ua and winding Uc
Are connected in parallel, the winding Ub and the winding Ud are connected in parallel, the winding circuits are connected in series, one end of this series circuit is connected to the lead terminal U, and the other end is connected to the neutral point. N1 and the V-phase windings Va, Vb, Vc, Vd and the W-phase windings Wa, Wb, Wc, Wd are connected in the same manner as the U-phase, and the motor windings are connected in a star connection system. Connecting.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機等に
用いるブラシレスDCモータ等の電動機の固定子巻線技
術に係り、特に詳しくは、各相の巻線の接続によって騒
音、振動を抑えるようにした電動機に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stator winding technique for a motor such as a brushless DC motor used in an air conditioner or the like, and more particularly, to noise and vibration suppression by connecting windings of each phase. The present invention relates to an electric motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】電動機は、例えば図7に示すように、固
定子1の内側にマグネットを有する回転子2が配置され
ている。なお、3はシャフトである。また、回転子2の
マグネットは種々形状のものが既に提案されていること
もあって省略している。2. Description of the Related Art In an electric motor, a rotor 2 having a magnet is disposed inside a stator 1 as shown in FIG. 3 is a shaft. Further, the magnets of the rotor 2 are omitted because various shapes are already proposed.
【0003】前記電動機は、三相四極であり、固定子
(例えば24スロット;溝)1の巻線(コイル)はU
相、V相およびW相毎に6スロットピッチで4個巻回し
たものである。The electric motor is a three-phase four-pole motor, and a stator (for example, 24 slots; groove) 1 has a winding (coil) U
Four windings are formed at a six-slot pitch for each phase, V phase and W phase.
【0004】U相は巻線Ua,Ub,Uc,Udの4個
を巻回し、V相はU相の巻線Ua,Ub,Uc,Udか
ら3スロットずらした巻線Va,Vb,Vc,Vを巻回
し、W相はV相のVa,Vb,Vc,Vdから3スロッ
トずらした巻線Wa,Wb,Wc,Wdを巻回してい
る。The U-phase is wound around four windings Ua, Ub, Uc, Ud, and the V-phase is windings Va, Vb, Vc, Uc, which are three slots shifted from the U-phase windings Ua, Ub, Uc, Ud. V is wound, and the W phase is wound by windings Wa, Wb, Wc and Wd shifted from the V phase Va, Vb, Vc and Vd by three slots.
【0005】図8の実線矢印に示すように、U相の巻線
Ua,Ub,Uc,Udについて、UaとUcを同向き
に巻回し(同極とし)、UbとUdを同向きに巻回し
(同極とし)、Ua,UcとUb,Udとを逆向きに巻
回する(異極とする)。V相の巻線Va,Vb,Vc,
VdおよびW相の巻線Wa,Wb,Wc,Wdについて
も、同様の向きに巻回する。なお、図8は図7に対応し
ており、図中の数字はスロット番号である。As shown by the solid arrows in FIG. 8, for U-phase windings Ua, Ub, Uc, and Ud, Ua and Uc are wound in the same direction (assuming the same polarity), and Ub and Ud are wound in the same direction. Then, Ua, Uc and Ub, Ud are wound in opposite directions (different poles). V-phase windings Va, Vb, Vc,
The windings Wa, Wb, Wc, Wd of the Vd and W phases are wound in the same direction. FIG. 8 corresponds to FIG. 7, and the numbers in the figure are slot numbers.
【0006】また、図8および図9に示すように、各相
の巻線の接続については、スター(星状)接続方式を採
用しており、この電動機(ハーメチックモータ)の場
合、各相の巻線を直列に接続し、これらの一端をU相、
V相およびW相のリード端子U,V,Wに接続し、それ
らの他方の一端を中性点Nに接続している。[0008] As shown in FIGS. 8 and 9, a star (star-shaped) connection system is adopted for the connection of the windings of each phase. In the case of this electric motor (hermetic motor), each phase is connected to each other. The windings are connected in series, one end of which is U-phase,
V-phase and W-phase lead terminals U, V, W are connected to each other, and the other end is connected to a neutral point N.
【0007】前記電動機をインバータ方式で駆動する場
合、つまり、前記各相の巻線に通電を行う場合、例えば
U→W、V→W、V→U、W→U、W→V、U→Vの順
に繰り返し行えば、回転磁界が発生し、電動機に回転力
が発生する。When the electric motor is driven by an inverter system, that is, when the winding of each phase is energized, for example, U → W, V → W, V → U, W → U, W → V, U → If the operation is repeated in the order of V, a rotating magnetic field is generated, and a rotating force is generated in the electric motor.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記電動機
においては、回転子2やステータ1の巻線の偏心、つま
り空隙(エアギャップ)の不平衡等によって周期的な加
振力が発生し、この加振力によりモータの騒音、振動が
発生する。By the way, in the electric motor, a periodic excitation force is generated due to the eccentricity of the windings of the rotor 2 and the stator 1, that is, the imbalance of the air gap (air gap). Excitation force generates motor noise and vibration.
【0009】例えば、回転子2のシャフト3の軸ずれに
よりエアギャップの小さい箇所およびエアギャップの大
きい箇所が発生すると、小さい箇所の磁極にある巻線に
流れる電流Iと回転子2の永久磁石による磁束との間に
働く力と、大きい箇所の磁極にある巻線に流れる電流I
と回転子2の永久磁石による磁束との間に働く力とが異
なる。しかも、時間的、空間的にも変動し、その結果、
固定子1および回転子2に対して、互い相反する方向に
加振力が働き、それが振動、騒音となっている。For example, when a small air gap or a large air gap is generated due to the axial deviation of the shaft 3 of the rotor 2, the current I flowing through the windings in the magnetic poles of the small portion and the permanent magnet of the rotor 2 The force acting between the magnetic flux and the current I flowing through the winding at the large magnetic pole
And the force acting between the permanent magnet of the rotor 2 and the magnetic flux. Moreover, it fluctuates both temporally and spatially. As a result,
Exciting forces act on the stator 1 and the rotor 2 in directions opposite to each other, and this causes vibration and noise.
【0010】この発明は、前記課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、空隙(エアギャップ)の不平衡等
によって発生する周期的な加振力を抑え、振動、騒音を
抑えることができるようにした電動機を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to suppress a periodic excitation force generated due to an imbalance of a gap (air gap), and to suppress vibration and noise. An object of the present invention is to provide an electric motor as described above.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の電動機は、マグネットを有する回転子の
外側に配置する固定子には、少なくとも各相毎に2P極
(P;正の整数)を構成する巻線を巻回してなる電動機
において、各相を構成する巻線のうち、各相毎に相対す
る極位置関係にある巻線同士を並列に接続してなること
を特徴としている。In order to achieve the above object, in the electric motor of the present invention, a stator disposed outside a rotor having a magnet has at least a 2P pole (P; positive; In the electric motor, the windings forming the integers are wound in parallel, and the windings having the polar position relationship facing each other among the windings forming each phase are connected in parallel. I have.
【0012】この発明は、マグネットを有する回転子の
外側に配置する固定子には、少なくとも各相毎に同極と
なる巻線を固定子に相対して巻回し、所定数の相を構成
してなる電動機において、各相の2P極(P;正の整
数)を構成する巻線のうち、各相毎に同極の巻線同士を
並列に接続するとともに、該並列の巻線を直列に接続し
て一相の巻線とし、該各相毎の巻線について前記固定子
に相対して巻回した巻線を並列接続の関係としてなるこ
とを特徴としている。According to the present invention, a predetermined number of phases are formed on a stator disposed outside a rotor having a magnet by winding a winding having the same polarity at least for each phase relative to the stator. In the electric motor, the windings having the same polarity are connected in parallel for each phase among the windings constituting the 2P poles (P; positive integer) of each phase, and the parallel windings are connected in series. It is characterized in that the coils are connected to form a one-phase winding, and the winding of each phase is wound in parallel with the stator and connected in parallel.
【0013】この発明は、マグネットを有する回転子の
外側に配置する固定子には少なくとも各相毎に同極とな
る巻線を固定子に相対して巻回し、所定数の相を構成し
てなる電動機において、各相の2P極(P;正の整数)
を構成する巻線のうち、各相毎に全ての巻線を並列に接
続して一相の巻線とし、該各相毎の巻線について前記固
定子に相対して巻回した巻線を並列接続の関係としてな
ることを特徴としている。According to the present invention, a predetermined number of phases are formed on a stator disposed outside a rotor having a magnet by winding windings having the same polarity at least for each phase relative to the stator. 2P pole of each phase (P; positive integer)
Of the windings that constitute the above, all the windings for each phase are connected in parallel to form a single-phase winding, and the winding for each phase is wound relative to the stator. It is characterized by being connected in parallel.
【0014】前記固定子に巻回した各相の巻線をスター
接続方式あるいはデルタ接続方式で接続するとよい。It is preferable that the windings of each phase wound around the stator are connected in a star connection system or a delta connection system.
【0015】また、前記固定子は、ブラシレスDCモー
タおよび/またはリラクタンスモータの回転子として好
適である。[0015] Further, the stator is suitable as a rotor of a brushless DC motor and / or a reluctance motor.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1ないし図6を参照して詳しく説明する。なお、図中、
図7ないし図9と同部分には同一符号を付して重複説明
を省略する。また、固定子の巻線については図7を参照
されたい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. In the figure,
7 to 9 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. See also FIG. 7 for stator windings.
【0017】この発明の電動機は、例えば図8に示す各
相の巻線(コイル)について各相毎に相対する位置にあ
る同極の巻線を並列に接続すれば、相対する位置関係に
ある巻線(並列接続の巻線)の電流が変わり(通電電流
Iの1/2以外の値となり)、エアギャップの不平衡等
による加振力を抑えることになることに着目したもので
ある。In the electric motor of the present invention, for example, the windings (coils) of the respective phases shown in FIG. It is noted that the current of the winding (the winding connected in parallel) changes (to a value other than の of the conduction current I), and the exciting force due to air gap unbalance or the like is suppressed.
【0018】そのため、図1および図2に示すように、
電動機の固定子は、図8と同じく各相に巻回して2P極
(P=2;正の整数)の巻線(コイル)を有するが、U
相の巻線Ua,Ub,Uc,Ud、V相の巻線Va,V
b,Vc,VdおよびW相の巻線Wa,Wb,Wc,W
dのうち、各相毎に相対する位置にある巻線を並列に接
続し、この並列接続の巻線を直列に接続して一相の巻線
としている。Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2,
The stator of the motor has windings (coils) of 2P poles (P = 2; positive integer) wound around each phase as in FIG.
Phase windings Ua, Ub, Uc, Ud, V phase windings Va, V
b, Vc, Vd and W-phase windings Wa, Wb, Wc, W
Among the windings d, the windings at opposite positions for each phase are connected in parallel, and the windings connected in parallel are connected in series to form a single-phase winding.
【0019】U相の巻線については、巻線Uaと巻線U
cと、および巻線Ubと巻線Udとを並列に接続し、こ
の並列接続の巻線Ua,Ucと並列接続の巻線Ub,U
dとを直列に接続する。For the U-phase winding, the winding Ua and the winding U
c, and the windings Ub and Ud are connected in parallel, and the windings Ua and Uc connected in parallel with these windings Ub and Uc are connected in parallel.
and d are connected in series.
【0020】同様に、V相の巻線については、巻線Va
と巻線Vcと、および巻線Vbと巻線Vdとを並列に接
続し、この並列接続の巻線Va,Vcと並列接続の巻線
Vb,Vdとを直列に接続する。Similarly, for the V-phase winding, the winding Va
And the winding Vc, and the winding Vb and the winding Vd are connected in parallel, and the windings Va and Vc connected in parallel and the windings Vb and Vd connected in parallel are connected in series.
【0021】W相の巻線については、巻線Waと巻線W
cと、および巻線Wbと巻線Wdとを並列に接続し、こ
の並列接続の巻線Wa,Wcと並列接続の巻線Wb,W
dとを直列に接続する。For the W-phase winding, winding Wa and winding W
c, and the winding Wb and the winding Wd are connected in parallel, and the windings Wa and Wc connected in parallel with these windings Wb and Wd are connected in parallel.
and d are connected in series.
【0022】また、スター(星状)接続方式の場合、並
列接続の巻線Ua,Ucの他端子をU相のリード端子U
に、並列接続の巻線Ub,Udの他端子を中性点N1
に、並列接続の巻線Va,Vcの他端子をV相のリード
端子Vに接続する。さらに、この並列接続の巻線Vb,
Vdの他端子を中性点N1に、並列接続の巻線Wa,W
cの他端子をW相のリード端子Wに、この並列接続の巻
線Wb,Wdの他端子を中性点N1に接続する。In the case of the star (star) connection method, the other terminals of the windings Ua and Uc connected in parallel are connected to the U-phase lead terminals U.
The other terminals of the windings Ub and Ud connected in parallel are connected to the neutral point N1.
Then, the other terminals of the windings Va and Vc connected in parallel are connected to the V-phase lead terminal V. Further, the windings Vb,
The other terminal of Vd is connected to the neutral point N1, and the windings Wa, W
The other terminal c is connected to the W-phase lead terminal W, and the other terminals of the parallel-connected windings Wb and Wd are connected to the neutral point N1.
【0023】ここで、従来例の各相のトータル抵抗値を
4rとしている場合(各巻線の抵抗値をrとしている場
合)、この発明における各巻線の抵抗値を4rとするこ
とにより、従来の電動機と同じ特性を得ることができ
る。Here, when the total resistance value of each phase in the conventional example is 4r (when the resistance value of each winding is r), the resistance value of each winding in the present invention is set to 4r, so that the conventional method can be used. The same characteristics as the electric motor can be obtained.
【0024】また、モータ巻線に流れる電流をIとする
と、モータ電圧VはE+I・Rとなる。なお、Eはその
モータ巻線に発生する逆起電力であり、Rはそのモータ
巻線の抵抗値である。When the current flowing through the motor winding is I, the motor voltage V is E + IR. E is a back electromotive force generated in the motor winding, and R is a resistance value of the motor winding.
【0025】したがって、並列接続の巻線Ua,Ucに
流れる電流がIであれば、各巻線Ua,Ucにはそれぞ
れI/2の電流が流れる一方、回転子2のマグネットに
よって逆起電力Eが発生し、巻線Ua,Ucにおいて
は、それぞれEu+(I/2)・4rが成立する。な
お、Euは逆起電力である。Therefore, if the current flowing through the windings Ua, Uc connected in parallel is I, a current of I / 2 flows through each winding Ua, Uc, while the back electromotive force E is generated by the magnet of the rotor 2. Then, Eu + (I / 2) · 4r is established in each of the windings Ua and Uc. Eu is a back electromotive force.
【0026】逆起電力は、回転子2の回転数に比例する
だけなく、エアギャップの大きさによっても異なる。し
たがって、回転子2が不平衡であると(偏心している
と)、例えば巻線Ua側のエアギャップが巻線Uc側の
エアギャップより大きいと、その大きい箇所の巻線Ua
で発生する逆起電力Euaは小さい箇所の巻線Ucで発
生する逆起電力Eubより小さくなる。すると、巻線U
a,Ucに関して、Eua+Ia・2r=Eub+Ib
・2rが成立する。この式において、Eua<Eubで
あることから、Ia>Ibとなり、Ia>I/2、Ib
<I/2となる。The back electromotive force is not only proportional to the rotation speed of the rotor 2 but also varies depending on the size of the air gap. Therefore, if the rotor 2 is unbalanced (is eccentric), for example, if the air gap on the winding Ua side is larger than the air gap on the winding Uc side, the winding Ua at the larger portion
Is smaller than the back electromotive force Eub generated in the winding Uc at a small portion. Then, the winding U
Regarding a and Uc, Eua + Ia · 2r = Eub + Ib
2r holds. In this equation, since Eua <Eub, Ia> Ib, and Ia> I / 2, Ib
<I / 2.
【0027】前述したことは、同相の他の並列接続巻線
や他の相の並列接続巻線にも適用される。The foregoing also applies to other parallel connected windings of the same phase and to parallel connected windings of other phases.
【0028】このように、並列接続の巻線Ua,Ucに
流れる電流が異なることにより、電流と磁束の積に比例
するトルクが変わることになる。つまり、巻線Ua側
(エアギャップの大きい箇所)においてトルクが大きく
なる一方、巻線Uc側(エアギャップの小さい箇所)に
おいてトルクが小さくなる。言い替えると、巻線Uaに
流れる電流と回転子2のマグネットによる磁束との間に
働く力が大きくなり、回転子2の不平衡を修正するよう
に作用し、周期的な加振力を小さくてモータの騒音、振
動を抑える。As described above, when the currents flowing through the windings Ua and Uc connected in parallel are different, the torque proportional to the product of the current and the magnetic flux changes. In other words, the torque increases on the winding Ua side (a place where the air gap is large), while the torque decreases on the winding Uc side (a place where the air gap is small). In other words, the force acting between the current flowing through the winding Ua and the magnetic flux generated by the magnet of the rotor 2 increases, acting to correct the imbalance of the rotor 2 and reducing the periodic excitation force. Reduce motor noise and vibration.
【0029】また、巻線のインピーダンスの虚数部であ
るリラクタンスについても、巻線Ua,Ucによる磁束
が回転子2のマグネットによる磁束に及ぼす影響を平均
化し、リラクタンスの差により発生する力のバランスが
保たれ、モータの騒音、振動の抑制に寄与する。Also, regarding the reluctance, which is the imaginary part of the impedance of the winding, the influence of the magnetic flux generated by the windings Ua and Uc on the magnetic flux generated by the magnet of the rotor 2 is averaged, and the balance of the force generated by the difference in the reluctance is improved. It contributes to the suppression of motor noise and vibration.
【0030】なお、この実施の形態では、巻線Ua,U
cについて説明したが、他の並列接続の巻線についても
同様の効果が発生することから、その説明を省略する。
また、エアギャップの大きい箇所と小さい箇所が巻線の
間にあっても、同様の効果を発揮する。In this embodiment, the windings Ua, Ua
Although c has been described, the same effect is produced for other parallel-connected windings, and therefore, description thereof will be omitted.
Further, the same effect can be obtained even if a portion having a large air gap and a portion having a small air gap are between the windings.
【0031】図3および図4は、この発明の他の実施の
形態を説明する概略的モータ等価回路図および概略的巻
線模式図である。なお、図中、図1および図2と同一部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。FIGS. 3 and 4 are a schematic motor equivalent circuit diagram and a schematic winding schematic diagram for explaining another embodiment of the present invention. In the drawings, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0032】この実施例の電動機では、U相の巻線U
a,Ub,Uc,Udを全て並列に接続する。このう
ち、一方の端子をU相のリード端子Uに接続し、他方の
端子を中性点N2に接続する。In the motor of this embodiment, the U-phase winding U
a, Ub, Uc, Ud are all connected in parallel. One of these terminals is connected to the U-phase lead terminal U, and the other terminal is connected to the neutral point N2.
【0033】V相およびW相についても同様に接続す
る。すなわち、巻線Va,Vb,Vc,Vdを全て並列
に接続する。このうち、一方の端子をV相のリード端子
Vに接続し、他方の端子を中性点N2に接続する。巻線
Wa,Wb,Wc,Wdを全て並列に接続する。このう
ち、一方の端子をW相のリード端子Wに接続し、他方の
端子を中性点N2に接続する。The same connection is made for the V phase and the W phase. That is, the windings Va, Vb, Vc, and Vd are all connected in parallel. One terminal is connected to the V-phase lead terminal V, and the other terminal is connected to the neutral point N2. The windings Wa, Wb, Wc, Wd are all connected in parallel. One terminal is connected to the W-phase lead terminal W, and the other terminal is connected to the neutral point N2.
【0034】ここで、従来例の各相のトータル抵抗値を
4rとしている場合(各巻線の抵抗値をrとしている場
合)、この発明における各巻線の抵抗値を16rとする
ことにより、従来の電動機と同じ特性を得ることができ
る。また、前述と同様に、並列接続の巻線Ua,Ub,
Uc,Udの抵抗回路に流れる電流がIであれば、各巻
線Ua,Ub,Uc,UdにはそれぞれI/4の電流が
流れる一方、回転子2のマグネットによって逆起電力E
が発生し、巻線Ua,Ub,Uc,Udにおいてはそれ
ぞれEu+(I/4)・16rが成立する。Here, when the total resistance value of each phase in the conventional example is 4r (when the resistance value of each winding is r), the resistance value of each winding in the present invention is set to 16r, and the conventional resistance is set to 16r. The same characteristics as the electric motor can be obtained. As described above, the windings Ua, Ub,
If the current flowing through the resistance circuits of Uc and Ud is I, a current of I / 4 flows through each of the windings Ua, Ub, Uc and Ud, while the back electromotive force E is generated by the magnet of the rotor 2.
Occurs, and Eu + (I / 4) · 16r is established in each of the windings Ua, Ub, Uc, and Ud.
【0035】その逆起電力は、回転子2の回転数に比例
するだけなく、エアギャップの大きさによっても異な
る。したがって、前述した実施例と同様に、回転子2が
不平衡であると(偏心していると)、例えば巻線Ub側
のエアギャップが巻線Ud側のエアギャップより大きい
と、その大きい箇所の巻線Ubで発生する逆起電力Eu
bは小さい箇所の巻線Udで発生する逆起電力Eudよ
り小さくなる。すると、巻線Ub,Udに関して、Eu
b+Ib・4r=Eud+Id・4rが成立する。この
式において、Eub<Eudであることから、Ib>I
dとなり、つまりIb>I/2、Id<I/2となる。The back electromotive force varies not only in proportion to the rotation speed of the rotor 2 but also in accordance with the size of the air gap. Therefore, similarly to the above-described embodiment, if the rotor 2 is unbalanced (is eccentric), for example, if the air gap on the winding Ub side is larger than the air gap on the winding Ud side, the large portion Back electromotive force Eu generated in winding Ub
b is smaller than the back electromotive force Eud generated in the winding Ud at a small location. Then, regarding the windings Ub and Ud, Eu
b + Ib · 4r = Eud + Id · 4r is established. In this equation, since Eub <Eud, Ib> I
d, that is, Ib> I / 2 and Id <I / 2.
【0036】前述したことは、同相の並列接続巻線や他
の相の並列接続巻線にも適用される。The foregoing also applies to in-phase parallel connected windings and other phase parallel connected windings.
【0037】このように、例えば、並列接続の巻線U
b,Udに流れる電流が異なることにより、電流と磁束
の積に比例するトルクが変わることになる。つまり、巻
線Ub側(エアギャップの大きい箇所)においてトルク
が大きくなる一方、巻線Ud側(エアギャップの小さい
箇所)においてトルクが小さくなる。言い替えると、巻
線Ubに流れる電流と回転子2のマグネットによる磁束
との間に働く力が大きくなり、回転子2の不平衡を修正
するように作用し、周期的な加振力を小さくし、モータ
の騒音、振動を抑える。As described above, for example, the winding U connected in parallel
When the currents flowing through b and Ud are different, the torque proportional to the product of the current and the magnetic flux changes. In other words, the torque increases on the winding Ub side (a location where the air gap is large), while the torque decreases on the winding Ud side (a location where the air gap is small). In other words, the force acting between the current flowing through the winding Ub and the magnetic flux generated by the magnet of the rotor 2 increases, acting to correct the imbalance of the rotor 2 and reducing the periodic excitation force. , Reduce motor noise and vibration.
【0038】また、巻線のインピーダンスの虚数部であ
るリラクタンスについても、巻線Ub,Udによる磁束
が回転子2のマグネットによる磁束に及ぼす影響を平均
化し、リラクタンスの差により発生する力のバランスが
保たれ、モータの騒音、振動の抑制に寄与する。Also, regarding the reluctance, which is the imaginary part of the impedance of the winding, the influence of the magnetic flux by the windings Ub and Ud on the magnetic flux by the magnet of the rotor 2 is averaged, and the balance of the force generated by the difference in the reluctance is balanced. It contributes to the suppression of motor noise and vibration.
【0039】なお、この実施の形態では、巻線Ub,U
dについて説明したが、同相の並列接続巻線や他相の並
列接続巻線にあっても同様の効果が発生することから、
その説明を省略する。また、エアギャップの大きい箇所
と小さい箇所が巻線の間にあっても、前述した効果を発
揮する。In this embodiment, the windings Ub, Ub
Although d has been described, the same effect occurs in the in-phase parallel-connected winding and the other-phase parallel-connected winding.
The description is omitted. In addition, the above-described effect is exhibited even when a portion where the air gap is large and a portion where the air gap is small are between the windings.
【0040】図5および図6は、前述した実施例および
他の実施例の変形例を示す概略的モータ等価回路図であ
る。なお、図中、図2および図3と同一部分には同一符
号を付して重複説明を省略する。FIGS. 5 and 6 are schematic motor equivalent circuit diagrams showing modifications of the above-described embodiment and other embodiments. In the drawings, the same portions as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0041】図5は図2に示したスター接続方式に代え
てデルタ接続方式を採用した巻線回路図であり、図6は
図3に示したスター接続方式に代えてデルタ接続方式と
した巻線回路図である。なお、デルタ接続方式であって
も、スター接続方式と同様の駆動制御を行うことができ
のは既に公知でもあり、前述した実施例や他の実施例と
同様の効果を発揮することは明かであるので、その接続
関係等の説明を省略する。FIG. 5 is a winding circuit diagram employing a delta connection system instead of the star connection system shown in FIG. 2, and FIG. 6 is a winding circuit diagram employing a delta connection system instead of the star connection system shown in FIG. It is a line circuit diagram. It should be noted that it is already known that the same drive control as in the star connection method can be performed even in the delta connection method, and it is clear that the same effects as in the above-described embodiment and other embodiments can be exhibited. Therefore, description of the connection relation and the like will be omitted.
【0042】さらに、前述した回転子を空気調和機の圧
縮機用モータとしてブラシレスDCモータやリラクタン
スモータに適用するならば、例えば空気調和機の圧縮機
モータ等として利用するならば、巻線の接続だけを変え
ればよく、コストをアップすることなく、空気調和機の
性能アップ(特に振動や騒音の低下)を図ることができ
る。Furthermore, if the above-described rotor is applied to a brushless DC motor or a reluctance motor as a compressor motor of an air conditioner, for example, if it is used as a compressor motor of an air conditioner, the connection of windings is made. In this case, the performance of the air conditioner can be improved (particularly, vibration and noise can be reduced) without increasing the cost.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、この電動機の請求
項1記載の発明によると、マグネットを有する回転子の
外側に配置する固定子には、少なくとも各相毎に2P極
(P;正の整数)を構成する巻線を巻回してなる電動機
において、各相を構成する巻線のうち、各相毎に相対す
る位置関係にある巻線同士を並列に接続したので、回転
子が偏心し、エアギャップの大きい箇所と小さい箇所が
発生しても(空隙の不均衡等が発生しても)、エアギャ
ップの大きさに応じて当該巻線の電流が変わることにな
る。したがって、電流と磁束の積に比例するトルクが変
わるばかりでなく、エアヤップの大きい箇所におけるト
ルクが大きくなり、空隙(エアギャップ)の不平衡等に
よって発生する周期的な加振力を抑えることができる。
また、リラクタンスのバランスもとれることから、モー
タ振動、騒音を抑えることができるという効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, the stator arranged outside the rotor having the magnet has at least 2P poles (P; positive; In the electric motor in which the windings constituting the integers are wound, among the windings constituting each phase, the windings having a relative positional relationship for each phase are connected in parallel, so that the rotor is eccentric. However, even if a portion having a large air gap and a portion having a small air gap occur (even if an air gap becomes unbalanced), the current of the winding changes depending on the size of the air gap. Therefore, not only does the torque proportional to the product of the current and the magnetic flux change, but also the torque at a location where the air gap is large increases, and the periodic excitation force generated due to the imbalance of the air gap (air gap) can be suppressed. .
Further, since the reluctance is balanced, there is an effect that motor vibration and noise can be suppressed.
【0044】請求項2記載の発明によると、マグネット
を有する回転子の外側に配置する固定子には、少なくと
も各相毎に同極となる巻線を固定子に相対して巻回し、
所定数の相を構成してなる電動機において、各相の2P
極(P;正の整数)を構成する巻線のうち、各相毎に同
極の巻線同士を並列に接続するとともに、該並列の巻線
を直列に接続して一相の巻線とし、この各相毎の巻線に
ついて前記固定子に相対して巻回した巻線を並列接続の
関係としたので、回転子が偏心し、エアギャップの大き
い箇所と小さい箇所が発生しても(空隙の不均衡等が発
生しても)、エアギャップの大きさに応じて当該巻線の
電流が変わることになる。したがって、電流と磁束の積
に比例するトルクが変わるばかりか、エアギャップの大
きい箇所におけるトルクが大きくなり、空隙(エアギャ
ップ)の不平衡等によって発生する周期的な加振力を抑
えることができる。また、リラクタンスのバランスもと
れるため、モータ振動、騒音を抑えることができる。ま
た、例えば三相四極モータの場合には、各巻線の抵抗を
4r(従前の各巻線rの4倍)とすれば、電動機の特性
が変わらずに済むという効果をも奏する。According to the second aspect of the present invention, at least one winding having the same polarity for each phase is wound around the stator disposed outside the rotor having the magnet, relative to the stator.
In a motor having a predetermined number of phases, 2P of each phase
Of the windings constituting the pole (P; positive integer), the windings of the same polarity are connected in parallel for each phase, and the parallel windings are connected in series to form a one-phase winding. Since the winding of each phase is wound in parallel with the stator and connected in parallel, even if the rotor is eccentric and large and small air gaps are generated ( Even if air gap imbalance occurs), the current of the winding changes depending on the size of the air gap. Therefore, not only does the torque proportional to the product of the current and the magnetic flux change, but also the torque at the location where the air gap is large increases, and the periodic excitation force generated due to the imbalance of the air gap (air gap) can be suppressed. . In addition, since the reluctance is balanced, motor vibration and noise can be suppressed. Further, for example, in the case of a three-phase four-pole motor, if the resistance of each winding is set to 4r (four times the previous winding r), the effect that the characteristics of the electric motor need not be changed can be obtained.
【0045】請求項3記載の発明によると、マグネット
を有する回転子の外側に配置する固定子には、少なくと
も各相毎に同極となる巻線を固定子に相対して巻回し、
所定数の相を構成してなる電動機において、各相の2P
極(P;正の整数)を構成する巻線のうち、各相毎に全
ての巻線を並列に接続して一相の巻線とし、該各相毎の
巻線について前記固定子に相対して巻回した巻線を並列
接続の関係としたので、回転子が偏心し、エアギャップ
の大きい箇所と小さい箇所が発生しても(空隙の不均衡
等が発生しても)、そのエアギャップの大きさに応じて
当該巻線の電流が変わることになる。したがって、電流
と磁束の積に比例するトルクが変わることになるばかり
か、エアギャップの大きい箇所におけるトルクが大きく
なり、空隙(エアギャップ)の不平衡等によって発生す
る周期的な加振力を抑えることができる。また、リラク
タンスのバランスもとれることから、モータ振動、騒音
を抑えることができる。さらに、例えば三相四極モータ
の場合には、各巻線の抵抗を16r(従前の各巻線rの
16倍)とすれば、電動機の特性が変わらずに済むとい
う効果をも奏する。According to the third aspect of the present invention, at least one winding having the same polarity for each phase is wound around the stator disposed outside the rotor having the magnet, relative to the stator.
In a motor having a predetermined number of phases, 2P of each phase
Of the windings constituting the poles (P: positive integer), all windings are connected in parallel for each phase to form a single-phase winding, and the winding for each phase is relative to the stator. Since the wound windings are connected in parallel, even if the rotor is eccentric and large and small air gaps occur (even if air gap imbalance occurs), the air The current of the winding changes depending on the size of the gap. Accordingly, not only does the torque proportional to the product of the current and the magnetic flux change, but also the torque at a location where the air gap is large increases, and the periodic excitation force generated due to the imbalance of the air gap (air gap) is suppressed. be able to. Further, since the reluctance is balanced, motor vibration and noise can be suppressed. Further, in the case of a three-phase four-pole motor, for example, if the resistance of each winding is set to 16r (16 times that of the previous winding r), there is an effect that the characteristics of the electric motor do not change.
【0046】請求項4記載の発明によると、請求項1,
2または3において、前記固定子に巻回した各相の巻線
をスター接続方式あるいはデルタ接続方式で接続したの
で、請求項1,2または3の効果に加え、従来の接続方
式を採用することで通電制御を行うことができる。According to the invention set forth in claim 4, according to claim 1,
In 2 or 3, each phase winding wound around the stator is connected by a star connection method or a delta connection method, so that the conventional connection method is adopted in addition to the effects of claim 1, 2, or 3. To control the energization.
【0047】請求項5記載の発明によると、請求項1,
2,3または4において、前記固定子をブラシレスDC
モータおよび/またはリラクタンスモータに組み込むよ
うにしたので、請求項1,2,3または4の効果に加
え、例えば、空気調和機の圧縮機モータ等として利用す
れば、コストをアップすることなく、空気調和機の性能
アップ(特に振動や騒音の低下)を図ることができる。According to the invention set forth in claim 5, claim 1,
In 2, 3, or 4, the stator is a brushless DC
Since it is incorporated in a motor and / or a reluctance motor, in addition to the effects of claims 1, 2, 3 or 4, if it is used as, for example, a compressor motor of an air conditioner, the cost can be increased without increasing the cost. The performance of the harmony device can be improved (particularly, vibration and noise can be reduced).
【図1】この発明の実施の一形態を示し、電動機の巻線
接続を説明するための概略的模式図。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a schematic diagram for explaining winding connection of an electric motor.
【図2】図1に示す電動機を説明するための概略的モー
タ等価回路図。FIG. 2 is a schematic motor equivalent circuit diagram for explaining the electric motor shown in FIG.
【図3】この発明の他の実施の形態を説明する電動機の
概略モータ等価回路図。FIG. 3 is a schematic motor equivalent circuit diagram of an electric motor illustrating another embodiment of the present invention.
【図4】図3に示す電動機を説明する巻線の概略的模式
図。FIG. 4 is a schematic diagram of a winding explaining the electric motor shown in FIG. 3;
【図5】図1および図2に示す実施例の変形例を説明す
る巻線の概略的模式図。FIG. 5 is a schematic diagram of a winding explaining a modification of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2;
【図6】図3および図4に示す実施例の変形例を説明す
る巻線の概略的模式図。FIG. 6 is a schematic diagram of a winding explaining a modification of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4;
【図7】従来の電動機を説明するための概略的平面図。FIG. 7 is a schematic plan view for explaining a conventional electric motor.
【図8】図7に示す電動機の巻線の概略的模式図。FIG. 8 is a schematic diagram of a winding of the electric motor shown in FIG. 7;
【図9】図7に示す電動機の概略的モータ等価回路図。FIG. 9 is a schematic motor equivalent circuit diagram of the electric motor shown in FIG. 7;
1 固定子 2 回転子 N,N1,N2 中性点 U リード端子(U相の) Ua,Ub,Uc,Ud 巻線(U相のコイル) V リード端子(V相の) Va,Vb,Vc,Vd 巻線(V相のコイル) W リード端子(W相の) Wa,Wb,Wc,Wd 巻線(W相のコイル) 1 Stator 2 Rotor N, N1, N2 Neutral point U Lead terminal (U-phase) Ua, Ub, Uc, Ud Winding (U-phase coil) V Lead terminal (V-phase) Va, Vb, Vc , Vd winding (V-phase coil) W Lead terminal (W-phase) Wa, Wb, Wc, Wd winding (W-phase coil)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 聡 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 Fターム(参考) 5H019 AA06 DD04 DD09 DD10 EE14 5H603 AA01 BB01 BB10 BB12 CA01 CA05 CB05 CB23 CC04 CC11 CD05 CE01 CE13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Tsukamoto 1116, Suenaga, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Fujitsu General Limited (Reference) 5H019 AA06 DD04 DD09 DD10 EE14 5H603 AA01 BB01 BB10 BB12 CA01 CA05 CB05 CB23 CC04 CC11 CD05 CE01 CE13
Claims (5)
する固定子には、少なくとも各相毎に2P極(P;正の
整数)を構成する巻線を巻回してなる電動機において、
各相を構成する巻線のうち、各相毎に相対する極位置関
係にある巻線同士を並列に接続してなることを特徴とす
る電動機。An electric motor in which a stator disposed outside a rotor having a magnet is wound with a winding constituting at least a 2P pole (P: positive integer) for each phase.
An electric motor characterized in that, among windings constituting each phase, windings having a pole position relationship facing each other are connected in parallel.
する固定子には、少なくとも各相毎に同極となる巻線を
固定子に相対して巻回し、所定数の相を構成してなる電
動機において、各相の2P極(P;正の整数)を構成す
る巻線のうち、各相毎に同極の巻線同士を並列に接続す
るとともに、該並列の巻線を直列に接続して一相の巻線
とし、該各相毎の巻線について前記固定子に相対して巻
回した巻線を並列接続の関係としてなることを特徴とす
る電動機。2. A predetermined number of phases are formed on a stator disposed outside a rotor having a magnet by winding a winding having the same polarity at least for each phase relative to the stator. In the electric motor, among the windings constituting the 2P poles (P; positive integer) of each phase, the windings of the same polarity are connected in parallel for each phase, and the parallel windings are connected in series. A single-phase winding, and a winding connected to the stator with respect to the winding for each phase is connected in parallel.
する固定子には、少なくとも各相毎に同極となる巻線を
固定子に相対して巻回し、所定数の相を構成してなる電
動機において、各相の2P極(P;正の整数)を構成す
る巻線のうち、各相毎に全ての巻線を並列に接続して一
相の巻線とし、該各相毎の巻線について前記固定子に相
対して巻回した巻線を並列接続の関係としてなることを
特徴とする電動機。3. A predetermined number of phases are formed on a stator arranged outside a rotor having a magnet by winding a winding having the same polarity at least for each phase relative to the stator. In the electric motor, among the windings constituting the 2P poles (P; positive integer) of each phase, all the windings are connected in parallel for each phase to form a single-phase winding, and the winding for each phase is formed. An electric motor, wherein windings wound relative to the stator with respect to wires are connected in parallel.
ー接続方式あるいはデルタ接続方式で接続してなる請求
項1,2または3記載の電動機。4. The electric motor according to claim 1, wherein the windings of the respective phases wound on the stator are connected in a star connection system or a delta connection system.
び/またはリラクタンスモータに組み込むようにした請
求項1,2,3または4記載の電動機。5. The electric motor according to claim 1, wherein said stator is incorporated in a brushless DC motor and / or a reluctance motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1513699A JP2000217290A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1513699A JP2000217290A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Electric motor |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP1513699A Pending JP2000217290A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Electric motor |
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| CN108566009A (en) * | 2018-03-16 | 2018-09-21 | 长沙长利电气有限公司 | Field frame assembly and motor |
-
1999
- 1999-01-25 JP JP1513699A patent/JP2000217290A/en active Pending
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