JP5609016B2 - Permanent magnet type rotating machine - Google Patents
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Description
本発明は、固定子と所定の空隙を有して対向して回転する回転子とを備えた永久磁石型回転機に関する。 The present invention relates to a permanent magnet type rotating machine that includes a stator and a rotor that rotates oppositely with a predetermined gap.
この種の永久磁石型回転機ではコギングトルクと呼ばれる一種のトルク脈動が発生することが良く知られている。永久磁石型回転機においてコギングトルクが大きい場合、回転機の制御性能を悪化させたり、騒音を発生したりといった問題が生じる。
永久磁石型回転機の固定子には、励磁コイルを巻装するスロットが閉じた閉スロットタイプ(例えば、特許文献1参照)と、スロットの回転子側が開口した開スロットタイプ(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)とがある。
It is well known that this kind of permanent magnet type rotating machine generates a kind of torque pulsation called cogging torque. When the cogging torque is large in the permanent magnet type rotating machine, problems such as deterioration in control performance of the rotating machine and generation of noise occur.
The stator of the permanent magnet type rotating machine includes a closed slot type in which a slot around which an exciting coil is wound is closed (for example, see Patent Document 1) and an open slot type in which the rotor side of the slot is open (for example, Patent Document 2). And Patent Document 3).
コギングトルクは、回転子の回転に伴って磁気エネルギーが変化するために発生する。すなわち、回転子の一によって磁気抵抗が変化する。つまり、回転子の回転により磁気抵抗の変化が少なくなるようにすれば、コギングトルクを低減できる。
閉スロットタイプと開スロットタイプとを比較すると、閉スロットタイプの方が磁気抵抗の変化を抑制できるため、コギングトルクを小さくできる。
Cogging torque is generated because the magnetic energy changes as the rotor rotates. That is, the magnetoresistance changes depending on the rotor. That is, the cogging torque can be reduced if the change in the magnetic resistance is reduced by the rotation of the rotor.
Comparing the closed slot type and the open slot type, the closed slot type can suppress the change of the magnetic resistance, so that the cogging torque can be reduced.
ところで、永久磁石型回転機のトルクTは、極対数Pn、永久磁石の作る鎖交磁束Ψa、d軸インダクタンスLd、q軸インダクタンスLq、d軸電流id、q軸電流iqとすると次式で表される。
T=Pn・Ψa・iq+Pn(Ld−Lq)id・iq …………(1)
この(1)式の右辺第1項が永久磁石の作る磁束と電流の相互作用によって生じるトルク、第2項がリラクタンストルクを現している。
By the way, the torque T of the permanent magnet type rotating machine is represented by the following equation when the number of pole pairs is Pn, the interlinkage magnetic flux Ψa formed by the permanent magnet, the d-axis inductance Ld, the q-axis inductance Lq, the d-axis current id, and the q-axis current iq. Is done.
T = Pn · Ψa · iq + Pn (Ld−Lq) id · iq (1)
The first term on the right side of equation (1) represents the torque generated by the interaction between the magnetic flux produced by the permanent magnet and the current, and the second term represents the reluctance torque.
前述した特許文献1のような閉スロットタイプの場合、図8に示すように、固定子101の回転子に対向する内径側に励磁コイル102を巻装するスロット103を閉塞するように隣接する磁極ティース104間の内径側を連結するブリッジ105が形成されている。この閉スロットタイプでは、スロット103が閉塞されているので、固定子内径の円周方向の空気の磁気エネルギーの変化が少なく、コギングトルクが小さくなる。しかし、ブリッジ105の磁気抵抗は空気に比べて非常に小さいため、回転子に配設された永久磁石の作る磁束の大部分は磁極ティース104及びヨーク106で構成される磁路ML1を通るが、その一部がブリッジ105を通じて流れる磁路ML2を形成してしまう。この磁路ML2を通る磁束は、回転機のトルク発生に寄与することはない。すなわち、トルクを有効に発生できない漏れ磁束となり、前述した(1)式における右辺第1項のΨaが小さくなるため、トルクを有効に発生できない場合がある。
In the case of the closed slot type as in Patent Document 1 described above, as shown in FIG. 8, adjacent magnetic poles so as to close the
また、特許文献2に記載されているように、減磁耐力の向上を目的とした開スロットタイプの永久磁石型電動機では、隣り合うティースとティースとの開口部の幅(スロット開口幅La)と、固定子と回転子とのエアギャップLgの関係を0.31Lg<La≦2.01Lgとし、減磁磁束が固定子に流れないようにして、減磁耐力を向上させている。
近年の永久磁石型回転機の高密度化に伴い、固定子と回転子とのエアギャップは非常に狭くなってきている。このことからも、特許文献2に記載された従来例のスロット開口幅は非常に小さいことが分かる。
Further, as described in Patent Document 2, in the open slot type permanent magnet type motor for the purpose of improving the demagnetization resistance, the width of the opening between the adjacent teeth (tooth opening width La) The relationship between the air gap Lg between the stator and the rotor is set to 0.31Lg <La ≦ 2.01Lg so that the demagnetizing magnetic flux does not flow to the stator, thereby improving the demagnetization resistance.
With the recent increase in the density of permanent magnet type rotating machines, the air gap between the stator and the rotor has become very narrow. This also shows that the slot opening width of the conventional example described in Patent Document 2 is very small.
コギングトルクの観点からすると、スロット開口幅が狭ければ、閉スロットタイプには及ばないが、コギングトルクは小さくなる。
減磁については、集中巻を採用し、特に120°導通の場合、図9(a)に示すように、互いに隣接するステータ歯がそれぞれ異なる極を形成する箇所が存在するため、ステータ歯先端部において、高い磁束密度の磁気回路が形成され、局部減磁が発生しやすくなる。減磁界が永久磁石にかかりにくくするには、図9(b)に示すように、ステータ歯先端部において、高い磁束密度の磁気回路が形成される部分から永久磁石を遠ざければよいことが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
From the viewpoint of cogging torque, if the slot opening width is narrow, the cogging torque is small, although it does not reach the closed slot type.
As for demagnetization, when concentrated winding is employed, and in particular 120 ° conduction, as shown in FIG. 9 (a), there are portions where stator teeth adjacent to each other form different poles. In this case, a magnetic circuit having a high magnetic flux density is formed, and local demagnetization tends to occur. In order to make it difficult for the demagnetizing field to be applied to the permanent magnet, as shown in FIG. 9B, it is necessary to move the permanent magnet away from the portion where the magnetic circuit of high magnetic flux density is formed at the stator tooth tip. (See, for example, Non-Patent Document 1).
しかしながら、上記非特許文献1に記載された従来例では、漏れ磁束を低減し、減磁耐力を向上させることが開示されているが、特許文献2に記載された従来例に比較するとスロット開口幅が広いため、コギングトルクが非常に大きくなることが予測できる。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、漏れ磁束を減少させながらコギングトルクを低く抑えることが可能な永久磁石型回転機を提供することを目的としている。
However, the conventional example described in Non-Patent Document 1 discloses that leakage magnetic flux is reduced and the demagnetization resistance is improved. However, the slot opening width is smaller than that of the conventional example described in Patent Document 2. Therefore, it can be predicted that the cogging torque becomes very large.
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and an object thereof is to provide a permanent magnet type rotating machine capable of keeping cogging torque low while reducing leakage magnetic flux. It is said.
上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る永久磁石型回転機は、励磁コイルを巻装した固定子と、該固定子と所定の空隙を隔てて対向して回転する永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石型回転機であって、前記固定子は円筒状のヨークの円周方向に等間隔を保って半径方向内方に突出する複数の磁極ティースを形成した固定子コアを有し、前記磁極ティースは、前記ヨークに連接する磁脚部と、該磁脚部の先端に円周方向に突出する先細の楔状突出部を有し、該楔状突出部は、先端の円周面と、前記磁脚部との付け根部から前記円周面側へ傾斜延長する傾斜内面部と、先端の円周面から前記傾斜内面部側へ傾斜延長して前記傾斜内面部と接する傾斜外面部とを有し、前記傾斜内面部と前記傾斜外面部との交点に鋭角な先端を形成し、隣接する磁極ティースの前記楔状突出部の鋭角な先端同志を互いに軸方向に線接触させ、隣接する前記磁極ティースにおける前記楔状突出部の前記傾斜外面部と前記円周面との交点間の前記固定子の円周面上における長さである空隙長さを1スロットピッチの0.018倍以上で0.053倍以下に設定したことを特徴としている。 To achieve the above object, a permanent magnet type rotating machine according to an embodiment of the present invention includes a stator around which an exciting coil is wound, and a permanent magnet that rotates opposite to the stator with a predetermined gap therebetween. A stator having a plurality of magnetic pole teeth projecting radially inward at equal intervals in the circumferential direction of a cylindrical yoke. The magnetic pole teeth have a magnetic leg portion connected to the yoke, and a tapered wedge-like protrusion portion protruding in the circumferential direction at the tip of the magnetic leg portion. And an inclined inner surface portion extending obliquely from the base portion of the magnetic leg portion toward the circumferential surface side, and an inclined inner surface portion extending from the circumferential surface of the tip toward the inclined inner surface portion side. A slanted outer surface part, and an acute tip at the intersection of the slanted inner surface part and the slanted outer surface part. Form, contacting line a sharp tip comrades of the wedge protrusion in the axial directions of adjacent magnetic teeth, between the intersections of said inclined outer surface portion of the wedge-shaped projecting portion in the magnetic pole teeth adjacent the circumferential surface The gap length, which is the length on the circumferential surface of the stator, is set to 0.018 times or more and 0.053 times or less of one slot pitch .
また、本発明の他の形態に係る永久磁石型回転機は、前記回転子の永久磁石の磁極数を2n(nは正の整数)としたとき、固定子のスロット数を3nとし、前記励磁コイルは前記磁極ティースに1つのコイルが巻装された集中巻とされていることを特徴としている。
さらに、本発明の他の形態に係る永久磁石型回転機は、前記楔状突出部は、前記固定子の内周円から当該楔状突出部の連結点までの距離を、1スロットピッチの0.018倍としたことを特徴としている。
In the permanent magnet type rotating machine according to another aspect of the present invention, when the number of magnetic poles of the permanent magnet of the rotor is 2n (n is a positive integer), the number of slots of the stator is 3n, and the excitation is performed. The coil is characterized by being concentrated winding in which one coil is wound around the magnetic pole teeth.
Furthermore, in the permanent magnet type rotating machine according to another aspect of the present invention, the wedge-shaped projecting portion has a distance from an inner circumference of the stator to a connection point of the wedge-shaped projecting portion, which is 0.018 of 1 slot pitch. It is characterized by having doubled .
さらにまた、本発明の他の形態に係る永久磁石型回転機は、前記永久磁石は、磁束密度分布が台形形状に着磁された台形波状着磁領域を有し、該台形波状着磁領域の上底部角度を、電気角114度以上135度以下に設定したことを特徴としている。 Furthermore, the permanent magnet type rotating machine according to another embodiment of the present invention, before Symbol permanent magnets has a trapezoidal magnetization region where the magnetic flux density distribution is magnetized in a trapezoidal shape, trapezoid wave magnetization region The upper base portion angle is set to an electrical angle of 114 degrees or more and 135 degrees or less.
また、本発明の他の形態に係る永久磁石型回転機は、前記楔状突出部は、前記固定子の内周円から当該楔状突出部の連結点までの距離を、1スロットピッチの0.044倍以上で0.062倍以下に設定し、隣接する前記磁極ティースにおける前記楔状突出部の前記傾斜外面部と前記円周面との交点間の前記固定子の円周面上における長さである空隙長さを1スロットピッチの0.018倍以上で0.053倍以下に設定したことを特徴としている。
さらに、本発明の他の形態に係る永久磁石型回転機は、前記永久磁石は、磁束密度分布が台形波状に着磁された台形波状着磁領域を有し、該台形波状着磁領域の上底部角度を、電気角119度以上143度以下に設定したことを特徴としている。
Further, in the permanent magnet type rotating machine according to another aspect of the present invention, the wedge-shaped projecting portion has a distance from an inner circumference of the stator to a connection point of the wedge-shaped projecting portion of 0 . 04 4 times or more and 0.062 times or less, and the length on the circumferential surface of the stator between the intersections of the inclined outer surface portion and the circumferential surface of the wedge-shaped protrusions in the adjacent magnetic teeth it is characterized in that the gap length is set to less than 0.0 53 times more than 0.018 times the pitch of one slot is.
Furthermore, in the permanent magnet type rotating machine according to another aspect of the present invention, the permanent magnet has a trapezoidal wave-shaped magnetization region in which the magnetic flux density distribution is magnetized in a trapezoidal wave shape, and the upper side of the trapezoidal wave-shaped magnetization region is The bottom angle is characterized in that the electrical angle is set to 119 degrees or more and 143 degrees or less.
さらにまた、本発明の他の形態に係る永久磁石型回転機は、前記永久磁石はスキューが施されていることを特徴としている。 Furthermore, a permanent magnet type rotating machine according to another embodiment of the present invention is characterized in that the permanent magnet is skewed.
本発明によれば、固定子の磁極ティースの先端に円周方向に突出する先細の楔状突出部を有し、隣接する磁極ティースの前記楔状突出部を互いに接触させるようにしているので、減磁力を向上して漏れ磁束を低減することができ、且つコギングトルクを小さくすることができるという効果が得られる。 According to the present invention, there is a tapered wedge-shaped protruding portion protruding in the circumferential direction at the tip of the magnetic pole teeth of the stator, and the wedge-shaped protruding portions of adjacent magnetic pole teeth are brought into contact with each other. As a result, the leakage flux can be reduced and the cogging torque can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明を永久磁石型同期回転機に適用した場合の第1の実施形態を示す断面図である。この図1において、永久磁石型同期回転機1は表面磁石型同期回転機で構成されている。この永久磁石型同期回転機1は、円筒状フレーム2を有する。この円筒状フレーム2の内周側には円筒状の積層鋼板で形成された固定子3が固定され、この固定子3の内周側には所定の空隙を介して対向する積層鋼板で形成された回転子4が配置されている。この回転子4は回転軸5に支持されて回転自在に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment when the present invention is applied to a permanent magnet type synchronous rotating machine. In FIG. 1, a permanent magnet type synchronous rotating machine 1 is a surface magnet type synchronous rotating machine. This permanent magnet type synchronous rotating machine 1 has a cylindrical frame 2. A
固定子3は、円筒状フレーム2の内周側に円周方向に9分割された固定子コア11を円周方向に連結して配置した構成を有する。各固定子コア11は、図2に示すように、外周面が円筒面に形成され、内周面が9角筒内面とされたヨーク12と、このヨーク12の内周面の円周方向の中央部から半径方向に突出形成された磁極ティース13とから構成されている。
The
磁極ティース13は、ヨーク12に連接する磁脚部13aと、この磁脚部13aの先端に円周方向に突出する先細の楔状突出部13bとで構成されている。この楔状突出部13bは図2に拡大して示すように、先端の円周面13cと、磁脚部13aとの付け根部13dから傾斜延長する傾斜内面部13eと、先端の円周面13cから傾斜延長して傾斜内面部13eと接する傾斜外面部13fとから構成されている。
The
そして、隣接する固定子コア11のヨーク12及び磁極ティース13とでスロット14が形成され、隣接する磁極ティース13の楔状突出部13bの先端が互いに接触されている。互いに接触されている楔状突出部13bの傾斜外面部13fによって円周面13cより外周側に空隙部13gが形成されている。
各磁極ティース13にはその磁脚部13aに1つの励磁コイル16が巻装されて集中巻構成とされている。
A
Each
一方、回転子4は、円筒状の回転子コア21の外周面となる表面に円周方向に隣接する磁極が異極性となるように例えば6極構成の永久磁石22が配設された構成を有する。ここで、永久磁石22は希土類磁石で構成されている。
また、永久磁石22は、図3に示すように、ハッチング図示の台形波状に着磁された台形波状着磁領域23を有しており、回転子コア21の中心から台形波状着磁領域23の上底部23aの円周方向の端部を通る線間の角度が上底部角度θmとして設定され、この上底部角度θmの両側の着磁傾斜部の角度がθaとして設定されている。
On the other hand, the
Further, as shown in FIG. 3, the
そして、磁極ティース13の楔状突出部13bの円周面13cの延長線上から互いに接触する楔状突出部13bの連結点13hとの高さでなる楔状突出部先端高さすなわち空隙部13gの高さをhとし、円周面13cの延長線上における隣接する磁極ティース13の傾斜外面部13fと円周面13cとの交点間の空隙長さをSとし、隣接するスロット14間のスロットピッチをPとする。
Then, the height of the wedge-shaped projecting portion tip, that is, the height of the
本発明者等は、楔状突出部先端高さhを1スロットピッチPで除した値h/Pと、空隙長さSを1スロットピッチPで除した値S/Pとを種々変更し、永久磁石22の台形波状着磁領域23の上底部23aの上底部角度θmを種々変更して磁界解析シミュレーションを行った結果、h/P及びS/Pを所定範囲に設定することにより、隣接する楔状突出部を通して流れる漏れ磁束を低減しながら減磁耐力を向上し、コギングトルクを低く抑えることができることを知見した。
The present inventors changed the value h / P obtained by dividing the height h of the wedge-shaped protruding portion by 1 slot pitch P and the value S / P obtained by dividing the gap length S by 1 slot pitch P to make permanent changes. As a result of variously changing the upper base angle θm of the
すなわち、例えばh/Pを0.018に設定した状態で、S/Pを0.018、0.035、0.053及び0.088に設定した場合について、磁界解析シミュレーションを行った結果を図3に示す。この図3では、S/P=0.088にした場合には、一点鎖線図示のように、永久磁石22の上底部角度θmが電気角105度で比較的大きな値のコギングトルクとなり、これより上底部角度θmが増加するに応じて略電気角117度迄の間でコギングトルクが急増し、その後上底部角度θmが電気角128度程度までコギングトルクが一定となり、その後上底部角度θmの増加に応じてコギングトルクが急増する。
That is, for example, when the S / P is set to 0.018, 0.035, 0.053, and 0.088 in a state where the h / P is set to 0.018, the results of the magnetic field analysis simulation are shown in FIG. 3 shows. In FIG. 3, when S / P = 0.088, as shown by the one-dot chain line, the upper base angle θm of the
また、S/P=0.053に設定した場合には、点線図示のように、永久磁石22の上底部角度θmが電気角105度でS/P=0.088に設定した場合より低く、その後上底部角度θmの増加に応じて緩やかにコギングトルクが上昇し、電気角114度付近でコギングトルクがピーク値をとった後、上底部角度θmの増加に応じてコギングトルクか緩やかに減少し、電気角126度付近でコギングトルクが最小値をとり、その後上底部角度θmの増加に応じて比較的緩やかにコギングトルクが増加する。
Further, when S / P = 0.053 is set, as shown by the dotted line, the upper base portion angle θm of the
さらに、S/P=0.035に設定した場合には、二点鎖線図示のように、永久磁石22の上底部角度θmが電気角105度でS/P=0.053に設定した場合より低く、上底部角度θmの増加に応じてコギングトルクが非常に緩やかに増加し、電気角112度付近でコギングトルクがピーク値をとった後に上底部角度θmの増加に応じて比較的緩やかコギングトルクが減少し、電気角124度付近でコギングトルクが最小値をとり、その後上底部角度θmの増加に応じてコギングトルクが緩やかに増加する。
Further, when S / P = 0.035 is set, as shown in the two-dot chain line, the upper base angle θm of the
さらに、S/P=0.018に設定した場合では、実線図示のように、永久磁石22の上底部角度θmが電気角105度でS/P=0.088よりも小さいコギングトルクとなり、その後上底部角度θmが増加するに応じてコギングトルクが緩やかに増加し、電気角120度付近で最小値をとり、その後上底部角度θmの増加に応じてコギングトルクが比較的緩やかに増加し、その後電気角135付近から緩やかにコギングトルクが増加する。
Furthermore, when S / P = 0.018 is set, as shown by the solid line, the upper base angle θm of the
この図3の磁界解析シミュレーション結果から明らかなように、h/P=0.018では、S/P=0.088に設定した場合には、永久磁石22の上底部角度θmの増加によるコギングトルクの変動量が大きい。しかしながら、S/Pを0.053以下で0.018以上の範囲に設定する場合には、コギングトルクの値を小さい値に抑制することができる。しかも、上底部角度θmを電気角114度以上で電気角135度以下に設定した場合には、コギングトルクの変動幅を小さくしてコギングトルクの極小点を選択することが可能となり、よりコギングトルクを小さくすることができる。
As apparent from the magnetic field analysis simulation result of FIG. 3, when h / P = 0.018, when S / P = 0.088, the cogging torque due to the increase in the upper bottom angle θm of the
また、h/P=0.044に設定した場合及びh/P=0.062に設定した場合には、それぞれ図5及び図6に示すように、S/Pを前述したh/P=0.018に設定した場合と同様に、0.088、0.053、0.035及び0.018に設定した場合に、永久磁石22の上底部角度θmに対するコギングトルク変化は、S/P=0.088に設定した場合には、全体的にコギングトルクが高く、上底部角度θmの増加に応じてコギングトルクが高くなる。これに対して、S/Pを0.053、0.035及び0.018に設定した場合には、コギングトルクを低く抑えることができるとともに、コギングトルクの変動幅を抑制することができる。しかも、永久磁石22の上底部角度θmを電気角119度以上で電気角143度以下の範囲に設定することにより、コギングトルクの極小点を選択することが可能となり、よりコギングトルクを小さくすることができる。
When h / P = 0.044 and h / P = 0.062 are set, as shown in FIGS. 5 and 6, respectively, S / P is set to h / P = 0 described above. Similarly to the case of setting to .018, when 0.088, 0.053, 0.035 and 0.018 are set, the cogging torque change with respect to the upper base angle θm of the
このように、本発明では、固定子3の磁極ティース13の先端に円周方向に突出する先細の楔状突出部13bを配設し、隣接する磁極ティース13の楔状突出部13bの先端を接触させることにより、漏れ磁束を抑制しながらコギングトルクを低減することができる。しかも、楔状突出部13bに傾斜外面部13fを形成して回転子4の永久磁石22から遠ざけるようにしたので、減磁耐力を高めることができる。
Thus, in the present invention, the tapered wedge-shaped protruding
ここで、S/Pを0.018以上で0.053以下の範囲に設定することにより、h/Pの値に関わらずコギングトルクを低減することができる。
また、h/Pを0.018に設定するとともに、S/Pを0.018以上で0.053以下の範囲に設定することにより、コギングトルクを低減することができ、さらに回転子4の永久磁石22に台形波状着磁領域23を形成し、この台形波状着磁領域23の上底部角度θmを電気角114度以上で電気角135度以下の範囲に設定することにより、コギングトルクを極小点付近に設定することができる。
Here, by setting S / P to a range of 0.018 or more and 0.053 or less, the cogging torque can be reduced regardless of the value of h / P.
Further, by setting h / P to 0.018 and setting S / P to a range of 0.018 or more and 0.053 or less, the cogging torque can be reduced, and the
同様に、h/Pを0.044及び0.062に設定した場合には、S/Pを0.018以上で0.053以下の範囲に設定することによりコギングトルクを低減することができ、さらに回転子4の永久磁石22に台形波状着磁領域23を形成し、この台形波状着磁領域23の上底部角度θmを電気角119度以上で電気角143度以下の範囲に設定することにより、コギングトルクを極小点付近に設定することができる。
Similarly, when h / P is set to 0.044 and 0.062, the cogging torque can be reduced by setting S / P to a range of 0.018 or more and 0.053 or less, Furthermore, by forming a trapezoidal wave-like
なお、上記実施形態においては、固定子3の磁極ティース13及び回転子4の永久磁石22にスキューを施さない場合について説明したが、これに限定されるものではなく、固定子3の磁極ティース13及び回転子4の永久磁石22の何れかにスキューをほどこすことにより、よりコギングトルクを減少させることができる。
また、上記実施形態においては、隣接する磁極ティース13の楔状突出部13bの鋭角な先端同士を接触させた線接触状態とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図7に示すように、楔状突出部13bの先端を切り落とした形状として楔状突出部13b同士を面接触させるようにしてもよい。この場合、接触面積が広くなると漏れ磁束が増加するので、接触面積をできるだけ小さくした方がコギングトルクを抑制することができる。
In the above embodiment, the case where the
Moreover, in the said embodiment, although the case where it was set as the line contact state which made the acute-angle front-end | tips of the wedge-shaped
さらに、上記実施形態においては、分割した固定子コア11を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、円筒状のヨーク12に円周方向に等間隔で磁極ティース13を形成するようにしてもよい。
さらにまた、上記実施形態においては、回転子4を表面磁石型回転子で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、回転子コア21の表面に永久磁石を埋込んで永久磁石の正面を露出させた埋込磁石型回転子で構成することもできる。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the divided
Furthermore, in the above embodiment, the case where the
なおさらに、上記実施形態においては、上記実施形態においては、本発明を固定子3の磁極ティース13及びスロット14を9個と、回転子4の永久磁石22の極数を6とする回転機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、永久磁石22の極数を2n(nは正の整数)としたときに、スロット数を3nとする回転機に本発明を適用することができる。
Furthermore, in the above embodiment, in the above embodiment, the present invention is a rotating machine in which the
1…永久磁石型同期回転機、3…固定子、4…回転子、5…回転軸、11…固定子コア、12…ヨーク、13…磁極ティース、13a…磁脚部、13b…楔状突出部、13c…円周面、13d…付け根部、13e…傾斜内面部、13f…傾斜外面部、13g…空隙部、13h…連結点、14…スロット、16…励磁コイル、21…回転子コア、22…永久磁石、23…台形波状着磁領域、23a…上底部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Permanent magnet type synchronous rotating machine, 3 ... Stator, 4 ... Rotor, 5 ... Rotating shaft, 11 ... Stator core, 12 ... Yoke, 13 ... Magnetic pole teeth, 13a ... Magnetic leg part, 13b ... Wedge-like protrusion part , 13c: circumferential surface, 13d: root portion, 13e: inclined inner surface portion, 13f: inclined outer surface portion, 13g ... gap portion, 13h ... coupling point, 14 ... slot, 16 ... exciting coil, 21 ... rotor core, 22 ... Permanent magnet, 23 ... Trapezoidal wave-shaped magnetized region, 23a ... Upper bottom
Claims (7)
前記固定子は円筒状のヨークの円周方向に等間隔を保って半径方向内方に突出する複数の磁極ティースを形成した固定子コアを有し、前記磁極ティースは、前記ヨークに連接する磁脚部と、該磁脚部の先端に円周方向に突出する先細の楔状突出部を有し、該楔状突出部は、先端の円周面と、前記磁脚部との付け根部から前記円周面側へ傾斜延長する傾斜内面部と、先端の円周面から前記傾斜内面部側へ傾斜延長して前記傾斜内面部と接する傾斜外面部とを有し、前記傾斜内面部と前記傾斜外面部との交点に鋭角な先端を形成し、隣接する磁極ティースの前記楔状突出部の鋭角な先端同志を互いに軸方向に線接触させ、
隣接する前記磁極ティースにおける前記楔状突出部の前記傾斜外面部と前記円周面との交点間の前記固定子の円周面上における長さである空隙長さを1スロットピッチの0.018倍以上で0.053倍以下に設定した
ことを特徴とする永久磁石型回転機。 A permanent magnet type rotating machine comprising a stator around which an exciting coil is wound, and a rotor having a permanent magnet that rotates in opposition to the stator across a predetermined gap,
The stator has a stator core formed with a plurality of magnetic pole teeth projecting radially inward at regular intervals in the circumferential direction of a cylindrical yoke, and the magnetic pole teeth are magnets connected to the yoke. A leg portion and a tapered wedge-shaped projecting portion projecting in a circumferential direction at a tip of the magnetic leg portion, and the wedge-shaped projecting portion is formed from the circumferential surface of the tip and a base portion of the magnetic leg portion to the circle. An inclined inner surface portion extending obliquely toward the peripheral surface side, and an inclined outer surface portion extending inclinedly from the circumferential surface of the tip toward the inclined inner surface portion side and in contact with the inclined inner surface portion, the inclined inner surface portion and the inclined outer surface Forming an acute tip at the intersection with the part, and making the sharp tip of the wedge-shaped protrusions of adjacent magnetic teeth teeth line contact with each other in the axial direction ,
The gap length, which is the length on the circumferential surface of the stator, between the intersections of the inclined outer surface portion of the wedge-shaped projecting portion and the circumferential surface of the adjacent magnetic teeth is 0.018 times the pitch of one slot. A permanent magnet type rotating machine characterized by being set to 0.053 times or less .
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