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CN118160193A - 电动机 - Google Patents

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CN118160193A
CN118160193A CN202280071968.6A CN202280071968A CN118160193A CN 118160193 A CN118160193 A CN 118160193A CN 202280071968 A CN202280071968 A CN 202280071968A CN 118160193 A CN118160193 A CN 118160193A
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CN
China
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tooth
teeth
coil
motor
phase
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280071968.6A
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English (en)
Inventor
高村优
广谷迪
扎伊尼·阿里夫
榊原功太郎
桥本健太郎
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

电动机(50)具有励磁和电枢。电枢具有芯座(11)、多个齿(12)和多个线圈(13)。多个齿(12)包含仅安装有1相的线圈(13)的齿(12)即第1齿、和安装有多个相的线圈(13)的齿(12)即第2齿。多个线圈(13)分别配置为不横跨槽。将电枢的齿(12)的数设为N，将齿(12)的数即N和处于与N个齿(12)相对的范围的励磁的磁极的数之间的最大公约数设为C，由N/C个齿(12)构成的集合部在行进方向配置有C个。在集合部中在行进方向连续地配置有2个第2齿，或者集合部所包含的第2齿为1个。

Description

电动机
技术领域
本发明涉及具有齿和安装于齿的线圈的电动机。
背景技术
以往已知下述电动机，其将转子的磁极的数设为P，将定子的齿的数设为N，将P及N的最大公约数设为C，N/C＝P/C±1且将N/C设为3的倍数以外的整数，由此能够减小齿槽转矩。关于该电动机，在专利文献1中公开了使安装有3相之中的仅1相的线圈的齿中的匝数与安装有3相之中的多个相的线圈的各齿中的针对每个相的匝数的合计不同，由此能够减小转矩脉动。专利文献1所示的电动机，具有仅安装有1相的线圈的第1齿和安装有多个相的线圈的第2齿。
专利文献1：国际公开第2019/008848号
发明内容
根据专利文献1的技术，在定子中包含有大于或等于2个第2齿，在第2齿和第2齿之间配置有第1齿。第2齿的数越多，即，线圈的数越多，则产生的磁通的相位越分散，分布卷绕系数越降低。另外，在第2齿和第2齿之间配置第1齿，由此在线圈中产生的磁通的相位差变大，分布卷绕系数降低。分布卷绕系数降低，由此线圈的发热变大。因此，在专利文献1的技术中，存在线圈的发热变大这一问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够减少线圈的发热的电动机。
为了解决上述课题，并达到目的，本发明所涉及的电动机具有：励磁；以及电枢，其与励磁相对而配置，相对于励磁能够相对地移动。电枢具有：芯座；多个齿，它们分别从芯座向励磁的方向延伸，向电枢相对于励磁的行进方向排列；以及多个线圈，它们安装于多个齿。多个齿包含仅安装有1相的线圈的齿即第1齿和安装有多个相的线圈的齿即第2齿。多个线圈分别配置为不横跨由彼此相邻的齿之间构成的槽。将电枢的齿的数设为N，将齿的数即N和处于与N个齿相对的范围的励磁的磁极的数之间的最大公约数设为C，由N/C个齿构成的集合部在行进方向配置有C个。在集合部中在行进方向连续地配置有2个第2齿，或者集合部所包含的第2齿为1个。
发明的效果
本发明所涉及的电动机具有能够减少线圈的发热这一效果。
附图说明
图1是表示具有实施方式1所涉及的电动机的电动机系统的概略结构的示意图。
图2是实施方式1所涉及的电动机的剖视图。
图3是表示在实施方式1中安装于各齿的线圈的匝数的例子的图。
图4是实施方式1的对比例所涉及的电动机的剖视图。
图5是表示在实施方式1的对比例中安装于各齿的线圈的匝数的例子的图。
图6是表示实施方式1所涉及的电动机的各线圈中的感应电压的矢量图。
图7是表示实施方式1的对比例所涉及的电动机的各线圈中的感应电压的矢量图。
图8是用于对实施方式1所涉及的电动机中的分布卷绕系数的增加进行说明的图。
图9是用于对通过实施方式1所涉及的电动机实现的互感的减小进行说明的图。
图10是实施方式2所涉及的电动机的剖视图。
图11是表示在实施方式2中安装于各齿的线圈的匝数的例子的图。
图12是实施方式2的对比例所涉及的电动机的剖视图。
图13是表示在实施方式2的对比例中安装于各齿的线圈的匝数的例子的图。
图14是表示实施方式2所涉及的电动机的各线圈中的感应电压的矢量图。
图15是表示实施方式2的对比例所涉及的电动机的各线圈中的感应电压的矢量图。
图16是用于对实施方式2所涉及的电动机中的分布卷绕系数的增加进行说明的图。
图17是实施方式3所涉及的电动机的剖视图。
图18是实施方式4所涉及的电动机的剖视图。
图19是表示在实施方式4中安装于各齿的线圈的匝数的例子的图。
图20是用于对实施方式4所涉及的电动机中的分布卷绕系数的增加进行说明的图。
图21是实施方式5所涉及的电动机的剖视图。
具体实施方式
下面，基于附图对实施方式所涉及的电动机详细地进行说明。
实施方式1.
图1是表示具有实施方式1所涉及的电动机50的电动机系统100的概略结构的示意图。电动机系统100具有电动机50、以线状延伸的设置物即引导部60、和能够沿引导部60移动的滑块70。
电动机50具有可动件1和定子2。可动件1与定子2相对配置。定子2为励磁。可动件1是用于得到通过与励磁的相互作用而产生的推力的电枢。可动件1隔着间隙与定子2相对。可动件1固定于滑块70。可动件1通过利用可动件1和定子2的相互作用而产生的推力，与滑块70一起沿引导部60移动。可动件1能够相对于定子2在直线方向移动。即，可动件1能够相对于定子2相对地移动。电动机50是使可动件1在直线方向动作的直动电动机。图1所示的双箭头表示可动件1能够移动的方向，即，可动件1的行进方向。
定子2具有：定子铁心，其具有安装座22；以及多个永磁铁21，它们设置于安装座22的表面。定子铁心的图示省略。各永磁铁21粘贴于定子铁心的表面的安装座22。多个永磁铁21在可动件1的行进方向上排列。
图2是实施方式1所涉及的电动机50的剖视图。图2所示的剖面是包含可动件1的行进方向和可动件1及定子2相对的方向在内的剖面。图2所示的定子2的剖面设为是定子2之中的与可动件1相对的部分的剖面。
可动件1具有可动件铁心和安装于可动件铁心的多个线圈13。可动件铁心具有向可动件1的行进方向延伸的芯座11、和从芯座11向定子2的方向延伸的多个齿12。在实施方式1中，可动件1具有5个齿12。5个齿12在可动件1的行进方向排列。各齿12之中的励磁侧的前端部为直型状。配置线圈13的槽是在可动件1的行进方向与齿12相邻的部分。彼此相邻的齿12之间构成槽。各线圈13是通过将导线集中地卷绕于齿12而构成的。即，可动件1所具有的多个线圈13分别配置为不横跨槽。
在实施方式1中，在可动件1的行进方向排列的多个永磁铁21之中的4个与5个齿12相对。即，处于在可动件1的行进方向与5个齿12相对的范围的磁极的数为4。
从3相交流电源对可动件1施加电压。3相交流电源的图示省略。将可动件1的齿12的数设为N，将齿12的数量即N、和处于与N个齿12相对的范围的磁极的数之间的最大公约数设为C。下面，磁极的数量设为是处于与N个齿12相对的范围的磁极的数量。在实施方式1中，磁极的数量为4，N＝5及C＝1。在实施方式1中，N/C为5，是3的倍数以外的整数。N是3的倍数以外的整数。电动机50通过满足该条件，从而得到能够使齿槽转矩减小这一效果。
在实施方式1中，为了方便起见，对可动件1的各齿12分配齿编号。在图2中从左朝向右，分别对各齿12分配有齿编号即t1、t2、t3、t4、t5。
在5个齿12安装有3相的线圈13。在t1的齿12安装有－U相的线圈13。在t2的齿12安装有－V相的线圈13。在t3的齿12安装有+V相的线圈13和－W相的线圈13。在t4的齿12安装有+W相的线圈13。在t5的齿12安装有+U相的线圈13。 “+”和“－”表示线圈13的卷绕方向。此外，图2所示的U－、V－、V+、W－、W+、U+分别表示－U相、－V相、+V相、－W相、+W相、+U相。
t1、t2、t4、t5的各齿12是仅安装有1相的线圈13的齿12。t3的齿12是安装有2相的线圈13的齿12。如上所述， 可动件1的多个齿12包含仅安装有1相的线圈13的齿12即第1齿、和安装有多个相的线圈13的齿12即第2齿。t1、t2、t4、t5的各齿12是第1齿。t3的齿12是第2齿。位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12即t1的齿12和t5的齿12分别是第1齿。
在电动机50中，由N/C个齿12构成的集合部10在行进方向上配置有C个。在实施方式1中， 由5个齿12构成的集合部10在行进方向上配置有1个。另外， 在实施方式1中， 集合部10所包含的第2齿为1个。
图3是表示在实施方式1中安装于各齿12的线圈13的匝数的例子的图。在图3中示出各齿12中的针对每个相的线圈13的匝数和各齿12的合计匝数。图3所示的匝数设为是基于多个齿12整体的匝数而标准化的匝数。 图3所示的合计匝数设为是基于多个齿12整体的匝数而标准化的合计匝数。即，通过相对于可动件1的整体中的匝数之比， 表示各齿12的匝数和合计匝数。另外， 在图3中示出针对每个相的串联导体数相对于可动件1的整体中的串联导体数之比。
如图3所示， t3的齿12中的合计匝数为0.12。t2的齿12和t4的齿12分别是与第2齿相邻的第1齿。t2的齿12和t4的齿12各自的合计匝数即0.27， 比t3的齿12中的合计匝数即0.12多。如上所述， 在实施方式1的集合部10中， 与第2齿相邻的第1齿中的线圈13的合计匝数比第2齿中的线圈13的合计匝数多。
另外，t1的齿12和t5的齿12分别是隔着1个第1齿而与第2齿相邻的第1齿。t1的齿12和t5的齿12各自的合计匝数即0.17，比t2的齿12和t4的齿12各自的合计匝数即0.27少。如上所述，在实施方式1的集合部10中，隔着1个第1齿而与第2齿相邻的第1齿中的线圈13的合计匝数，比与第2齿相邻的第1齿中的线圈13的合计匝数少。
在这里，对实施方式1的对比例所涉及的电动机的结构进行说明。图4是实施方式1的对比例所涉及的电动机51的剖视图。图5是表示在实施方式1的对比例中安装于各齿12的线圈13的匝数的例子的图。与图2所示的电动机50同样地，可动件1具有5个齿12。在t1的齿12安装有+U相的线圈13。在t2的齿12安装有+V相的线圈13和－U相的线圈13。在t3的齿12安装有－V相的线圈13。在t4的齿12安装有+V相的线圈13和－W相的线圈13。在t5的齿12安装有+W相的线圈13。
电动机51的集合部10具有2个第2齿。在电动机51的集合部10中，在作为第2齿的t2的齿12和作为第2齿的t4的齿12之间配置有作为第1齿的t3的齿12。电动机51的集合部10中的线圈13的数量，比图2所示的电动机50的集合部10中的线圈13的数量多1个。另外，在电动机51的集合部10不存在隔着1个第1齿而与第2齿相邻的第1齿。
图6是表示实施方式1所涉及的电动机50的各线圈13中的感应电压的矢量图。图7是表示实施方式1的对比例所涉及的电动机51的各线圈13中的感应电压的矢量图。在图6及图7中，实线箭头所示的矢量表示配置于齿12的各线圈13中的感应电压的振幅和相位。在图6及图7的各矢量图中，将永磁铁21的间距的2倍长度设为相位角360度。下面，将表示线圈13中的感应电压的振幅和相位的矢量称为感应电压矢量。图6所示的“t1_U－”设为是安装于t1的齿12的－U相的线圈13的感应电压矢量。在图6及图7中，将各线圈13的感应电压矢量通过与“t1_U－”的情况相同的要领进行标记。虚线箭头所示的矢量是各相的感应电压矢量，是将各线圈13的感应电压矢量针对每个相合成后的合成矢量。
彼此相邻的齿12间的相位差使用磁极的数量即P和齿12的数量即N而表示为{360×(P/2)/N}度。例如，在电动机50中，t1的齿12和t2的齿12的相位差为360°×(4/2)/5＝144°。电动机50的各齿12配置为彼此相邻的齿12间的相位差成为144度。此外，卷绕方向为“－”的情况下的感应电压的相位相对于卷绕方向为“+”的情况下的感应电压的相位而提前180度。
将各线圈13的感应电压矢量针对每个相进行合成，由此得到各相的感应电压矢量。各相的分布卷绕系数kd即kd，phase通过以下的式(1)进行定义。
【式1】
NC表示各相的线圈13的合计数。Nphase，i(i＝1、···、NC)表示各线圈13的匝数。θphase，i表示各线圈13中的感应电压矢量的相位。θphase表示各相的合成矢量的相位。θphase通过以下的式(2)进行定义。
【式2】
例如，电动机50中的U相的合成矢量是将“t1_U－”和“t5_U+”合成后的合成矢量。如果将“t1_U+”的相位设为0度，则“t1_U－”的相位即θU，1为180度。“t5_U+”的相位即θU，2计算为144°×(5－1)＝576°。如果将该θU，2换算为从0度至360度为止的角度，则θU，2为216度。“t1_U－”的线圈13的匝数和“t5_U+”的线圈13的匝数彼此同等，因此U相的合成矢量的相位即θU计算为(θU，1+θU，2)/2＝(180°+216°)/2＝198°。
U相的分布卷绕系数kd即kd，U对式(1)的各变量代入值，由此按照以下的式(3)进行计算。NU，1是构成U相的线圈13即“t1_U－”的线圈13的匝数。NU，2是构成U相的线圈13即“t5_U+”的线圈13的匝数。
Kd，U＝{NU，1×cos(180°－198°)+NU，2×cos(216°－198°)}
/(NU，1+NU，2)···(3)
V相的分布卷绕系数kd即kd，V和W相的分布卷绕系数kd即kd，W分别能够通过与kd，U的情况相同的计算而求出。U相、V相及W相的全部相的分布卷绕系数kd的合计即kd，UVW通过以下的式(4)进行计算。
Kd，UVW＝(kd，U+kd，V+kd，W)/3· · · (4)
图8是用于对实施方式1所涉及的电动机50中的分布卷绕系数的增加进行说明的图。在图8中示出表示对比例所涉及的电动机51的分布卷绕系数的值的柱状图、和表示实施方式1所涉及的电动机50的分布卷绕系数的值的柱状图。分布卷绕系数的值设为是基于电动机51的分布卷绕系数的值而标准化的值。即，通过相对于电动机51的分布卷绕系数的值的比表示分布卷绕系数的值。
在图6所示的实施方式1的情况下，U相的线圈13为2个，V相的线圈13为2个，W相的线圈13为2个。在图7所示的对比例的情况下，U相的线圈13为2个，V相的线圈13为3个，W相的线圈13为2个。在实施方式1中，与对比例的情况相比线圈13少1个，因此能够通过比对比例的情况少的匝数得到与对比例的情况同等的振幅。由此，在实施方式1中，能够与对比例的情况相比使分布卷绕系数增加。
电动机50采用图2所示的线圈配置和图3所示的匝数，由此与具有图4所示的线圈配置和图5所示的匝数的对比例的情况相比，得到能够增加分布卷绕系数的效果。
在电动机50中，没有采用在第2齿和第2齿之间配置第1齿的结构。电动机50与对比例的情况相比能够提高分布卷绕系数，因此能够减少可动件1中的线圈13的发热。
电动机50通过以上述方式设定各齿12的合计匝数，从而能够减小各相的感应电压及电感的差分。由此，电动机50得到能够减小电动机50的端子电压的差异的效果。另外，电动机50能够减小各相的合计匝数的差分，因此能够减小电阻值的差分。由此，电动机50得到能够减小线圈13的局部的发热的效果。
图9是用于对通过实施方式1所涉及的电动机50实现的互感的减小进行说明的图。在图9中示出表示对比例所涉及的电动机51的互感的值的柱状图和表示实施方式1所涉及的电动机50的互感的值的柱状图。互感的值设为是基于电动机51的互感的值而标准化的值。即，通过相对于电动机51的互感的值的比表示互感的值。电动机50采用图2所示的线圈配置和图3所示的匝数，由此与具有图4所示的线圈配置和图5所示的匝数的对比例的情况相比，得到能够减小互感的效果。
此外，电动机50并不限于将安装于各齿12的线圈13的匝数按照图3所示设定的情况。安装2相的线圈13的齿12的匝数与其他齿12相比不极端地变大即可，各齿12的匝数的组合可以与图3所示的情况不同。电动机50在各齿12的匝数的组合与图3所示的情况不同的情况下，也会得到与如图3所示设定各线圈13的匝数的情况相同的效果。
安装多个相的线圈13的齿12中的线圈13的配置的顺序是任意的。图2所示的t3的齿12中的+V相的线圈13和－W相的线圈13的顺序可以与图2所示的情况相反。另外，多个齿12中的线圈13的配置，只要是可动件1的行进方向的相的顺序与图2所示的情况相同即可。如果相的顺序与图2所示的情况相同，则位于行进方向的端部的相可以是任意的相。
在实施方式1中，将可动件1的结构设为满足N＝5及C＝1的结构。即，可动件1构成为由5个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。在电动机50中，也可以是多个集合部10配置于行进方向。即，可动件1可以是具有多个集合部10的结构。在该情况下，C为大于1的自然数。电动机50在C为大于1的自然数的情况下，也能够与C为1的情况同样地得到上述效果。
在实施方式1中，将可动件1的结构设为单一或者多个集合部10配置于行进方向的结构。在此基础上，可以在可动件1之中的行进方向的两端分别安装不具有线圈13的齿12即辅助齿。电动机50在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿的情况下，也能够得到与没有安装辅助齿的情况相同的效果。
多个齿12各自并不限于励磁侧的前端部为直型状的情况。可以在齿12的励磁侧的前端部形成有朝向行进方向的凸起或者凹陷。电动机50在齿12形成有凸起或者凹陷的情况下，也能够得到与齿12为直型状的情况相同的效果。
在实施方式1中，对多个永磁铁21在定子铁心的表面粘贴于安装座22的结构进行了说明，但电动机50也可以是多个永磁铁21埋入至定子铁心的内部的结构。电动机50在多个永磁铁21埋入至定子铁心的内部的情况下，也能够得到与多个永磁铁21设置于定子铁心的表面的情况相同的效果。
根据实施方式1，电动机50是由N/C个齿12构成的集合部10在行进方向配置有C个，集合部10中的第2齿为1个。电动机50能够提高分布卷绕系数，由此能够减少可动件1中的线圈13的发热。以上，电动机50具有能够减少线圈13的发热这一效果。
实施方式2.
图10是实施方式2所涉及的电动机52的剖视图。在实施方式2中，可动件1中的齿12及线圈13的配置与实施方式1的情况不同。在实施方式2中，对与上述实施方式1相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1不同的结构进行说明。图10所示的定子2的剖面与图2的情况同样地，设为是定子2之中的与可动件1相对的部分的剖面。
在实施方式2中，磁极的数为3，N＝4及C＝1。在实施方式2中，N/C为4，是3的倍数以外的整数。N是3的倍数以外的整数。电动机52通过满足该条件，从而得到能够使齿槽转矩减小这一效果。
在实施方式2中，为了方便起见，对可动件1的各齿12分配齿编号。在图10中从左朝向右分别对各齿12分配有齿编号即t1、t2、t3、t4。
在4个齿12安装有3相的线圈13。在t1的齿12安装有+U相的线圈13。在t2的齿12安装有+V相的线圈13和－U相的线圈13。在t3的齿12安装有－V相的线圈13和+W相的线圈13。在t4的齿12安装有－W相的线圈13。
t1、t4的各齿12是仅安装有1相的线圈13的齿12。t2、t3的齿12是安装有2相的线圈13的齿12。如上所述，可动件1的多个齿12包含仅安装有1相的线圈13的齿12即第1齿、和安装有多个相的线圈13的齿12即第2齿。t1、t4的各齿12是第1齿。t2、t3的齿12是第2齿。位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12即t1的齿12和t4的齿12分别是第1齿。
在电动机52中，由N/C个齿12构成的集合部10在行进方向配置有C个。在实施方式2中，由4个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。另外，在实施方式2中，集合部10所包含的第2齿为2个。在集合部10中，2个第2齿在行进方向连续地配置。即，在第2齿和第2齿之间没有配置第1齿。
图11是表示在实施方式2中安装于各齿12的线圈13的匝数的例子的图。在图11中示出各齿12中的针对每个相的线圈13的匝数和各齿12的合计匝数。图11所示的匝数设为是基于多个齿12整体的匝数而标准化的匝数。图11所示的合计匝数设为是基于多个齿12整体的匝数而标准化的合计匝数。即，通过相对于可动件1的整体中的匝数之比，表示各齿12的匝数和合计匝数。另外，在图11中示出针对每个相的串联导体数相对于可动件1的整体中的串联导体数之比。
在图11所示的例子中，t1的齿12中的合计匝数即0.27和t4的齿12中的合计匝数即0.27之和为0.54。t2的齿12中的合计匝数即0.23和t3的齿12中的合计匝数即0.23之和为0.46。如上所述，在实施方式2中，集合部10所包含的全部第1齿中的线圈13的合计匝数，比集合部10所包含的全部第2齿中的线圈13的合计匝数多。
在这里，对实施方式2的对比例所涉及的电动机的结构进行说明。图12是实施方式2的对比例所涉及的电动机53的剖视图。图13是表示在实施方式2的对比例中安装于各齿12的线圈13的匝数的例子的图。与图10所示的电动机52同样地，可动件1具有4个齿12。在t1的齿12安装有+U相的线圈13。在t2的齿12安装有+V相的线圈13和－U相的线圈13。在t3的齿12安装有+W相的线圈13。在t4的齿12安装有+V相的线圈13和－W相的线圈13。
在电动机53中，t1、t3的各齿12是仅安装有1相的线圈13的第1齿。t2、t4的齿12分别安装有2相的线圈13。t2、t4的齿12是安装有多个线圈13的第2齿。在电动机53中，在第2齿和第2齿之间配置有1个第1齿。
在图13所示的对比例中，t1的齿12中的合计匝数即0.27和t3的齿12中的合计匝数即0.06之和为0.33。t2的齿12中的合计匝数即0.34和t4的齿12中的合计匝数即0.40之和为0.74。在对比例中，与图13所示的实施方式2的情况不同，集合部10所包含的全部第1齿中的线圈13的合计匝数，比集合部10所包含的全部第2齿中的线圈13的合计匝数少。
图14是表示实施方式2所涉及的电动机52的各线圈13中的感应电压的矢量图。图15是表示实施方式2的对比例所涉及的电动机53的各线圈13中的感应电压的矢量图。在图14及图15中，实线箭头所示的矢量是感应电压矢量。在图14及图15的各矢量图中，将永磁铁21的间距的2倍长度设为相位角360度。虚线箭头所示的矢量是各相的感应电压矢量，是将各线圈13的感应电压矢量针对每个相合成后的合成矢量。
彼此相邻的齿12间的相位差使用磁极的数量即P和齿12的数量即N而表示为{360×(P/2)/N}度。例如，在电动机52中，t1的齿12和t2的齿12的相位差为360°×(3/2)/4＝135°。电动机50的各齿12配置为彼此相邻的齿12间的相位差成为135度。在实施方式2中，也通过与实施方式1的情况相同的计算而求出U相、V相及W相的全部相的分布卷绕系数kd的合计即kd，UVW。
如果比较图14和图15，则实施方式2所涉及的电动机52具有下述特征，即，图14中的“t3_V－”和V相的合成矢量的相位差，小于图15中的“t4 V+”和V相的合成矢量的相位差。
图16是用于对实施方式2所涉及的电动机52中的分布卷绕系数的增加进行说明的图。在图16中示出表示对比例所涉及的电动机53的分布卷绕系数的值的柱状图、和表示实施方式2所涉及的电动机52的分布卷绕系数的值的柱状图。分布卷绕系数的值设为是基于电动机53的分布卷绕系数的值而标准化的值。即，通过相对于电动机53的分布卷绕系数的值的比，表示分布卷绕系数的值。
电动机52采用图10所示的线圈配置和图11所示的匝数，由此与具有图12所示的线圈配置和图13所示的匝数的对比例的情况相比，得到能够增加分布卷绕系数的效果。
在电动机52中，没有采用在第2齿和第2齿之间配置第1齿的结构。电动机52与对比例的情况相比能够提高分布卷绕系数，因此能够减少可动件1中的线圈13的发热。
电动机52通过以上述方式设定各齿12的合计匝数，从而能够减小各相的感应电压及电感的差分。由此，电动机52得到能够减小电动机52的端子电压的差异的效果。另外，电动机52能够减小各相的合计匝数的差分，因此能够减小电阻值的差分。由此，电动机52得到能够减小线圈13的局部的发热的效果。
在实施方式2中，将可动件1的结构设为满足N＝4及C＝1的结构。即，可动件1构成为由4个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。在电动机52中，也可以是多个集合部10配置于行进方向。即，可动件1可以是具有多个集合部10的结构。在该情况下，C为大于1的自然数。电动机52在C为大于1的自然数的情况下，也能够与C为1的情况同样地得到上述效果。
在实施方式2中，将可动件1的结构设为单一或者多个集合部10配置于行进方向的结构。在此基础上，也可以在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿。电动机52在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿的情况下，也能够得到与没有安装辅助齿的情况相同的效果。另外，与实施方式1的情况同样地，可以在齿12的励磁侧的前端部形成朝向行进方向的凸起或者凹陷。与实施方式1的情况同样地，电动机52可以是多个永磁铁21埋入至定子铁心的内部的结构。
根据实施方式2，电动机52是由N/C个齿12构成的集合部10在行进方向配置有C个，在集合部10中在行进方向连续地配置有2个第2齿。电动机52能够提高分布卷绕系数，由此能够减少可动件1中的线圈13的发热。以上，电动机52具有能够减少线圈13的发热这一效果。
实施方式3.
图17是实施方式3所涉及的电动机54的剖视图。在实施方式3中，可动件1中的齿12及线圈13的配置与实施方式1或者2的情况不同。在实施方式3中，对与上述实施方式1或者2相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1或者2不同的结构进行说明。图17所示的定子2的剖面与图2的情况同样地，设为是定子2之中的与可动件1相对的部分的剖面。
在实施方式3中，磁极的数为4，N＝5及C＝1。在实施方式3中，N/C为5，是3的倍数以外的整数。N是3的倍数以外的整数。电动机54通过满足该条件，从而得到能够使齿槽转矩减小这一效果。
在实施方式3中，为了方便起见，对可动件1的各齿12分配齿编号。在图17中从左向右分别对各齿12分配有齿编号即t2、t3、t4、t5、t1。
在5个齿12安装有3相的线圈13。在t2的齿12安装有－V相的线圈13。在t3的齿12安装有+V相的线圈13和－W相的线圈13。在t4的齿12安装有+W相的线圈13。在t5的齿12安装有+U相的线圈13。在t1的齿12安装有－U相的线圈13。
t2、t4、t5、t1的各齿12是仅安装有1相的线圈13的齿12。t3的齿12是安装有2相的线圈13的齿12。如上所述，可动件1的多个齿12包含仅安装有1相的线圈13的齿12即第1齿、和安装有多个相的线圈13的齿12即第2齿。t2、t4、t5、t1的各齿12是第1齿。t3的齿12是第2齿。位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12即t2的齿12和t1的齿12分别是第1齿。
在电动机54中，由N/C个齿12构成的集合部10在行进方向配置有C个。在实施方式3中，由5个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。另外，在实施方式3中，集合部10所包含的第2齿为1个。
在第2齿安装有用于相间的绝缘的绝缘子。在第2齿中，与第1齿相比绕组面积以绝缘子所占的量变小。另外，在位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12安装有用于保护线圈13的保护部件。在位于端部的齿12中，与端部以外的位置的齿12相比，绕组面积以保护部件所占的量变小。
假设在可动件1之中的行进方向的端部配置第2齿的情况下，在该第2齿安装绝缘子和保护部件，由此该第2齿中的绕组面积显著地变小。在该第2齿中，为了扩大匝数，安装由线径细的导线形成的线圈13。在该情况下，线径变细，由此线圈13的发热变大。
在电动机54中，位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12为第1齿，由此防止在位于多个齿12之中的行进方向的端部的齿12中绕组面积局部地变小。在位于行进方向的端部的第1齿能够配置由线径粗的导线形成的线圈13，由此能够减少线圈13的发热。以上，电动机54具有下述效果，即，由于位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12为第1齿，由此能够减少线圈13的发热。
在实施方式1、2中，电动机50、52由于位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12为第1齿，由此也可以得到能够减少线圈13的发热的效果。
在实施方式3中，可动件1构成为由5个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。在电动机54中，也可以是多个集合部10配置于行进方向。即，可动件1可以是具有多个集合部10的结构。在该情况下，C为大于1的自然数。电动机54在C为大于1的自然数的情况下，也能够与C为1的情况同样地得到上述效果。
在实施方式3中，将可动件1的结构设为单一或者多个集合部10配置于行进方向的结构。在此基础上，也可以在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿。电动机54在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿的情况下，也能够得到与没有安装辅助齿的情况相同的效果。另外，与实施方式1或者2的情况同样地，可以在齿12的励磁侧的前端部形成朝向行进方向的凸起或者凹陷。与实施方式1或者2的情况同样地，电动机54可以是多个永磁铁21埋入至定子铁心的内部的结构。
实施方式4.
图18是实施方式4所涉及的电动机55的剖视图。在实施方式4中，可动件1中的齿12及线圈13的配置与实施方式1至3的情况不同。在实施方式4中，对与上述实施方式1至3相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1至3不同的结构进行说明。图18所示的定子2的剖面与图2的情况同样地，设为是定子2之中的与可动件1相对的部分的剖面。
在实施方式4中，磁极的数为3，N＝4及C＝1。在实施方式4中，N/C为4，是3的倍数以外的整数。N是3的倍数以外的整数。电动机54通过满足该条件，从而得到能够使齿槽转矩减小这一效果。
在实施方式4中，为了方便起见，对可动件1的各齿12分配齿编号。在图18中从左朝向右分别对各齿12分配有齿编号即t1、t2、t3、t4。
在4个齿12安装有3相的线圈13。在t1的齿12安装有+U相的线圈13。在t2的齿12安装有+V相的线圈13。在t3的齿12安装有+W相的线圈13和－V相的线圈13。在t4的齿12安装有－W相的线圈13。
t1、t2、t4的各齿12是仅安装有1相的线圈13的齿12。t3的齿12是安装有2相的线圈13的齿12。如上所述，可动件1的多个齿12包含仅安装有1相的线圈13的齿12即第1齿、和安装有多个相的线圈13的齿12即第2齿。t1、t2、t4的各齿12是第1齿。t3的齿12是第2齿。位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12即t1的齿12和t4的齿12分别是第1齿。电动机55由于位于可动件1之中的行进方向的端部的齿12为第1齿，由此能够减少线圈13的发热。
在电动机55中，由N/C个齿12构成的集合部10在行进方向配置有C个。在实施方式4中，由4个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。另外，在实施方式4中，集合部10中的第2齿为1个。
图19是表示在实施方式4中安装于各齿12的线圈13的匝数的例子的图。在图19中示出各齿12中的针对每个相的线圈13的匝数和各齿12的合计匝数。图19所示的匝数设为是基于多个齿12整体的匝数而标准化的匝数。图19所示的合计匝数设为是基于多个齿12整体的匝数而标准化的合计匝数。即，通过相对于可动件1的整体中的匝数的比，表示各齿12的匝数和合计匝数。另外，在图19中示出针对每个相的串联导体数相对于可动件1的整体中的串联导体数之比。
如图19所示，t3的齿12中的合计匝数为0.23。t2的齿12和t4的齿12分别是与第2齿相邻的第1齿。t1的齿12是隔着1个第1齿而与第2齿相邻的第1齿。t1的齿12中的合计匝数即0.32，比t2的齿12和t4的齿12各自的合计匝数即0.23多。如上所述，在实施方式4的集合部10中，隔着1个第1齿而与第2齿相邻的第1齿中的线圈13的合计匝数，比与第2齿相邻的第1齿中的线圈13的合计匝数多。
图20是用于对实施方式4所涉及的电动机55中的分布卷绕系数的增加进行说明的图。在这里，实施方式4所涉及的对比例的结构设为是图12所示的电动机53的结构。在图20中示出表示对比例所涉及的电动机53的分布卷绕系数的值的柱状图、和表示实施方式4所涉及的电动机55的分布卷绕系数的值的柱状图。分布卷绕系数的值设为是基于电动机53的分布卷绕系数的值而标准化的值。即，通过相对于电动机53的分布卷绕系数的值的比，表示分布卷绕系数的值。
电动机55采用图18所示的线圈配置和图19所示的匝数，由此与具有图12所示的线圈配置和图13所示的匝数的对比例的情况相比，得到能够增加分布卷绕系数的效果。
在电动机55中，没有采用在第2齿和第2齿之间配置第1齿的结构。电动机55与对比例的情况相比能够提高分布卷绕系数，因此能够减少可动件1中的线圈13的发热。
电动机55按照上述方式设定各齿12的合计匝数，由此能够减小各相的感应电压的差异，且能够减小各相的电感的差异。另外，电动机55能够使分布卷绕系数增加。电动机55能够减小得到相同推力的情况下的电流值，由此能够减少线圈13的发热。以上，电动机55具有能够减少线圈13的发热这一效果。
在实施方式4中，可动件1构成为由4个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。在电动机55中，也可以是多个集合部10配置于行进方向。即，可动件1可以是具有多个集合部10的结构。在该情况下，C为大于1的自然数。电动机55在C为大于1的自然数的情况下，也能够与C为1的情况同样地得到上述效果。
在实施方式4中，将可动件1的结构设为单一或者多个集合部10配置于行进方向的结构。在此基础上，可以在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿。电动机55在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿的情况下，也能够得到与没有安装辅助齿的情况相同的效果。另外，与实施方式1至3的情况同样地，可以在齿12的励磁侧的前端部形成有朝向行进方向的凸起或者凹陷。与实施方式1至3的情况同样地，电动机55可以是多个永磁铁21埋入至定子铁心的内部的结构。
实施方式5.
图21是实施方式5所涉及的电动机56的剖视图。在实施方式5中，作为第2齿的t3的齿12中的各线圈13的配置与图2所示的电动机50的情况不同。电动机56的结构除了t3的齿12中的各线圈13的配置与电动机50的情况不同这一点以外，与电动机50的结构相同。在实施方式5中，对与上述实施方式1至4相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1至4不同的结构进行说明。图21所示的定子2的剖面与图2的情况同样地，设为定子2之中的与可动件1相对的部分的剖面。
各齿12从芯座11朝向定子2延伸。将从芯座11朝向定子2的方向设为齿12的长度方向。在图2所示的t3的齿12中，+V相的线圈13和－W相的线圈13在齿12的长度方向彼此相邻。另一方面，在图21所示的t3的齿12中，+V相的线圈13卷绕于齿12侧即内侧。－W相的线圈13卷绕于+V相的线圈13的外侧。即，在t3的齿12中，在安装有+V相的线圈13的基础上，还安装有－W相的线圈13。此外，在t3的齿12中，也可以在安装有－W相的线圈13的基础上，还安装有+V相的线圈13。
如实施方式5中说明所述，通过配置有第2齿的各线圈13，从而能够将线圈13的卷绕开始的位置和线圈13的卷绕结束的位置对齐至与芯座11相接的位置。即，关于可动件1所具有的全部线圈13，能够将线圈13的卷绕开始的位置和线圈13的卷绕结束的位置与芯座11侧对齐。在该情况下，能够使从线圈13的卷绕结束的位置至中性点为止的距离、或者从线圈13的卷绕开始的位置至端子为止的距离最小化，能够降低线圈13的电阻。由此，电动机56得到能够减少线圈13的发热的效果。
如实施方式5中说明所述，通过配置有第2齿的各线圈13，从而能够将经过线圈13的磁通保持相同。因此，电动机56能够减小各相的电感的差分，得到能够减小电动机56的端子电压的差异的效果。
在实施方式5中，可动件1构成为由5个齿12构成的集合部10在行进方向配置有1个。在电动机56中，也可以是多个集合部10配置于行进方向。即，可动件1可以是具有多个集合部10的结构。在该情况下，C为大于1的自然数。电动机56在C为大于1的自然数的情况下，也能够与C为1的情况同样地得到上述效果。
在实施方式5中，将可动件1的结构设为单一或者多个集合部10配置于行进方向的结构。在此基础上，可以在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿。电动机56在可动件1之中的行进方向的两端分别安装辅助齿的情况下，也能够得到与没有安装辅助齿的情况相同的效果。另外，也可以与实施方式1至4的情况同样地，在齿12的励磁侧的前端部形成朝向行进方向的凸起或者凹陷。可以与实施方式1至4的情况同样地，电动机56是将多个永磁铁21埋入至定子铁心的内部的结构。
实施方式1至5所涉及的电动机50、52、54、55、56的结构也可以应用于旋转电机。旋转电机是具有定子和转子，使转子旋转动作的电动机。在电动机50、52、54、55、56的结构应用于旋转电机的情况下，也能够得到与电动机50、52、54、55、56的情况相同的效果。
以上的各实施方式所示的结构示出本发明的内容的一个例子。各实施方式的结构能够与其他的公知技术进行组合。也可以将各实施方式的结构彼此适当组合。在不脱离本发明的主旨的范围能够将各实施方式的结构的一部分省略或者变更。
标号的说明
1可动件，2定子，10集合部，11芯座，12齿，13线圈，21永磁铁，22安装座，50、51、52、53、54、55、56电动机，60引导部，70滑块，100电动机系统。

Claims (5)

1.一种电动机，其特征在于，具有：
励磁；以及
电枢，其与所述励磁相对而配置，相对于所述励磁能够相对地移动，
所述电枢具有：芯座；多个齿，它们分别从所述芯座向所述励磁的方向延伸，向所述电枢相对于所述励磁的行进方向排列；以及多个线圈，它们安装于多个所述齿，
多个所述齿包含仅安装有1相的所述线圈的齿即第1齿、和安装有多个相的所述线圈的齿即第2齿，
多个所述线圈分别配置为不横跨由彼此相邻的齿之间构成的槽，
将所述电枢的所述齿的数设为N，将所述齿的数量即N和处于与N个所述齿相对的范围的所述励磁的磁极的数量之间的最大公约数设为C，由N/C个所述齿构成的集合部在所述行进方向配置有C个，
在所述集合部中在所述行进方向连续地配置有2个所述第2齿，或者所述集合部所包含的所述第2齿为1个。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，
位于所述电枢之中的所述行进方向的端部的所述齿是所述第1齿。
3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
N/C为4、且所述集合部所包含的所述第2齿为1个，
隔着1个所述第1齿而与所述第2齿相邻的所述第1齿中的所述线圈的合计匝数，比与所述第2齿相邻的所述第1齿中的所述线圈的合计匝数多。
4.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
N/C为4、且所述集合部所包含的所述第2齿为2个，
所述集合部所包含的全部所述第1齿中的所述线圈的合计匝数，比所述集合部所包含的全部所述第2齿中的所述线圈的合计匝数多。
5.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
N/C为5、且所述集合部所包含的所述第2齿为1个，
与所述第2齿相邻的所述第1齿中的所述线圈的合计匝数比所述第2齿中的所述线圈的合计匝数多，且隔着1个所述第1齿而与所述第2齿相邻的所述第1齿中的所述线圈的合计匝数比与所述第2齿相邻的所述第1齿中的所述线圈的合计匝数少。
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