JP5355435B2 - Permanent magnet type motor - Google Patents
Permanent magnet type motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5355435B2 JP5355435B2 JP2010011424A JP2010011424A JP5355435B2 JP 5355435 B2 JP5355435 B2 JP 5355435B2 JP 2010011424 A JP2010011424 A JP 2010011424A JP 2010011424 A JP2010011424 A JP 2010011424A JP 5355435 B2 JP5355435 B2 JP 5355435B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teeth
- stator
- tooth
- core
- permanent magnet
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
この発明は、永久磁石型モータに関する。 The present invention relates to a permanent magnet type motor.
一般的に、回転電気機械では、中央部に円筒形状の回転子を備え、その外周側に略円筒形状の固定子が設けられる。固定子は、円筒形状のコアバックから内側に向けて複数のティース(歯部)が突出しており、ティースとティースとに挟まれたスロットに固定子巻線が挿入される。 Generally, in a rotating electric machine, a cylindrical rotor is provided at the center, and a substantially cylindrical stator is provided on the outer peripheral side thereof. The stator has a plurality of teeth (tooth portions) projecting inward from the cylindrical core back, and the stator winding is inserted into a slot sandwiched between the teeth.
このような固定子では、回転磁界により固定子内部の磁束が変化する。このとき、磁束の変化によりティースの先端面に渦電流が生じ、これに伴って発生するジュール熱により電磁エネルギーの熱損失が起こることが知られている。熱損失は渦電流損失と呼ばれている。 In such a stator, the magnetic flux inside the stator changes due to the rotating magnetic field. At this time, it is known that an eddy current is generated on the tip surface of the tooth due to a change in magnetic flux, and a heat loss of electromagnetic energy occurs due to the Joule heat generated accordingly. The heat loss is called eddy current loss.
回転電気機械では、一定の大きさの装置からできるだけ大きな出力を得るために、渦電流損失をできるだけ少なくすることが好ましい。ところが、全体が鋼材により一体的に形成された固定子では、渦電流が各方向に自在に流れることができるので、独立に発生した渦電流が相互に合流して大きな電流になりやすい。このため、全体が鋼材により一体的に形成された固定子では、渦電流損失が大きくなって出力が得られないことがある。 In a rotating electrical machine, it is preferable to reduce eddy current loss as much as possible in order to obtain as large an output as possible from a device of a certain size. However, in a stator formed entirely of steel, eddy currents can flow freely in each direction, so that the eddy currents that are independently generated tend to merge with each other and become a large current. For this reason, in a stator that is integrally formed of steel, the eddy current loss may increase and an output may not be obtained.
そこで、複数の鋼板を軸方向に積層して形成された固定子が提案されており、このような固定子は、特許文献1〜3などに記載されている。これらの固定子は、ティース先端面は積層された複数の鋼板で構成されており、このような鋼板の境界面では抵抗が変化するので、ティース先端面に発生した渦電流は固定子の軸方向には流れにくく、渦電流損失を低減することができるというものである。
Therefore, a stator formed by laminating a plurality of steel plates in the axial direction has been proposed, and such a stator is described in
しかしながら、複数の鋼板が積層された固定子ではティース先端面に発生した渦電流は各鋼板内では自在に流れることができるので、さらに渦電流損失を低減するには不十分である。小型軽量化されていて大出力の電動機を実現するためには、ティース先端面における渦電流損失をさらに低減できる固定子が要求される。 However, in the stator in which a plurality of steel plates are laminated, the eddy current generated on the tip end surface of the teeth can flow freely in each steel plate, which is insufficient to further reduce the eddy current loss. In order to realize a small-sized and light-weight motor with high output, a stator that can further reduce eddy current loss at the tip end surface of the teeth is required.
そこで、回転電気機械においてティース先端面の渦電流損失を低減することができる固定子を提供するために、回転電気機械に使用される固定子であって、複数の鋼板を積層してなる固定子のティース先端面に、積層方向に沿って複数の溝を形成してなる固定子が提案されている(例えば、特許文献4参照)。 Therefore, in order to provide a stator that can reduce eddy current loss at the tip end surface of a tooth in a rotating electric machine, the stator is used in a rotating electric machine, and is formed by laminating a plurality of steel plates. A stator is proposed in which a plurality of grooves are formed along the stacking direction on the tip end surface of the teeth (see, for example, Patent Document 4).
この特許文献4に記載された固定子は、固定子のティース先端面に発生した渦電流は、固定子の鋼板が積層される方向には個々の鋼板の境界面が抵抗になるために流れにくく、また同一の鋼板内で溝が設けられた部分では、溝に区画された極く狭い領域内でそれぞれ独立に流れることができるに過ぎない。従って、独立に発生した渦電流がティース先端面で相互に合流しにくく、大きな電流が発生しない。 In the stator described in Patent Document 4, the eddy current generated on the teeth tip surface of the stator is difficult to flow in the direction in which the steel plates of the stator are laminated because the boundary surface of each steel plate becomes a resistance. Moreover, in the part provided with the groove in the same steel plate, it can only flow independently in a very narrow region partitioned by the groove. Therefore, eddy currents that are independently generated are unlikely to merge with each other at the tip end surfaces of the teeth, and a large current is not generated.
また、回転子と固定子の平均ギャップ長をGとし、回転子に対向する固定子ティースの対向面には、鉄板の積層方向に沿って複数本の溝が形成され、溝はその深さDが平均ギャップ長Gよりも大きく、また溝ピッチRが鉄板厚みtの3倍以下で、かつ、対向面における全面積Sに対する溝の開口部面積Mの比率(M/S)は50%以下とすることで渦電流損を低減し、発電効率に優れた車両用交流発電機が提案されている(例えば、特許文献5参照)。 In addition, an average gap length between the rotor and the stator is G, and a plurality of grooves are formed in the facing surface of the stator teeth facing the rotor along the stacking direction of the iron plates. Is larger than the average gap length G, the groove pitch R is 3 times or less of the iron plate thickness t, and the ratio (M / S) of the groove opening area M to the total area S on the facing surface is 50% or less. Thus, an automotive alternator that reduces eddy current loss and has excellent power generation efficiency has been proposed (see, for example, Patent Document 5).
また、回転子の回転子外周面に凹凸面を設け、固定子の固定子歯表面には凹凸面を設けることで、回転子外周面での渦電流損は凹凸面にて低減され、固定子歯表面での渦電流損は凹凸面により低減することのできるモータが提案されている(例えば、特許文献6参照)。 Also, by providing an uneven surface on the rotor outer peripheral surface of the rotor and an uneven surface on the stator tooth surface of the stator, the eddy current loss on the rotor outer peripheral surface is reduced by the uneven surface, and the stator There has been proposed a motor capable of reducing eddy current loss on the tooth surface by the uneven surface (see, for example, Patent Document 6).
しかしながら、上記特許文献4乃至特許文献6に記載された固定子は、いずれも積層方向に沿って形成された溝で区切られているため、積層間の絶縁が十分得られず、積層間を跨る経路の渦電流が発生し、特に、インバータを用いてモータを可変速制御した場合、インバータのPWM(Pulse Width Modulation、パルス幅変調)キャリア周波数に起因してPWMキャリア周波数のN倍成分(Nは1以上の整数)の渦電流損が発生し、モータ効率を悪化させていた。 However, since the stators described in Patent Documents 4 to 6 are all separated by grooves formed along the stacking direction, sufficient insulation between the stacks cannot be obtained, and straddles the stacks. In particular, when an eddy current in the path is generated and the motor is controlled at a variable speed using an inverter, the PWM carrier frequency is multiplied by N (N is a component of the PWM carrier frequency) due to the PWM (Pulse Width Modulation) pulse frequency of the inverter. Eddy current loss of an integer of 1 or more occurred, and the motor efficiency was deteriorated.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、積層間の絶縁を高め、インバータのPWMキャリア周波数に起因する高周波の渦電流損を低減することができる永久磁石型モータを提供する。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a permanent magnet type motor that can increase insulation between layers and reduce high-frequency eddy current loss caused by the PWM carrier frequency of the inverter. provide.
この発明に係る永久磁石型モータは、PWM(Pulse Width Modulation)制御により可変速制御するインバータで駆動されるものであって、固定子の内側に回転子が配置される永久磁石型モータにおいて、
固定子は、
所定の形状の電磁鋼板を所定の枚数積層して構成され、周方向に沿って複数のティースとスロットを有する固定子鉄心と、
固定子鉄心の各ティースの内周部に沿って軸方向に複数形成されるとともに、電磁鋼板間で所定の位相ずらして構成されるものである。
A permanent magnet type motor according to the present invention is driven by an inverter that performs variable speed control by PWM (Pulse Width Modulation) control, and a permanent magnet type motor in which a rotor is disposed inside a stator.
The stator is
A stator core having a plurality of teeth and slots along the circumferential direction, which is configured by laminating a predetermined number of electromagnetic steel sheets of a predetermined shape,
A plurality of pieces are formed in the axial direction along the inner peripheral portion of each tooth of the stator core, and the phase is shifted by a predetermined phase between the electromagnetic steel sheets.
この発明に係る永久磁石型モータの回転子は、インバータを用いてモータを可変速制御した場合に発生するPWMキャリア周波数に依存する高周波の渦電流損を低減し、高効率な永久磁石型モータを実現できる。 The rotor of the permanent magnet type motor according to the present invention reduces the high-frequency eddy current loss that depends on the PWM carrier frequency that occurs when the motor is controlled at a variable speed using an inverter, and provides a highly efficient permanent magnet type motor. realizable.
実施の形態1.
図1は実施の形態1を示す図で、永久磁石型モータの固定子100の横断面図である。図1に示す固定子100は、略円筒状の固定子鉄心10と、固定子鉄心10のスロット12に絶縁材(図示せず)を介して挿入される巻線(図示せず)とを、少なくとも備える。
FIG. 1 shows the first embodiment, and is a cross-sectional view of a
本実施の形態の特徴は、固定子鉄心10、特にティース(第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11C(単に、ティースと呼ぶ場合もある)の形状に特徴があるので、主として固定子鉄心10について説明する。
The feature of the present embodiment is that there is a feature in the shape of the
円筒状の固定子鉄心10は、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定の枚数を積層することで構成される。固定子鉄心10は、外周部の円筒状のコアバック13から複数の第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11Cが放射状に内側に延びて形成されている。三個の第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11Cが時計方向に順に形成され、続いて次の別の三個の第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11Cが時計方向に順に形成され、続いてさらに別の三個の第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11Cが時計方向に順に形成されている。これらの複数の第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11Cは、周方向に略等間隔に形成される。従って、固定子鉄心10は、三個の第1のティース11A、三個の第2のティース11B、三個の第3のティース11Cの計9個のティースを備える。
The
ティースの間(即ち、第1のティース11Aと第2のティース11Bの間(三箇所)、第2のティース11Bと第3のティース11Cの間(三箇所)、第3のティース11Cと第1のティース11Aの間(三箇所)に、同一形状のスロット12が形成されている。ティース(第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11C)は、周方向の幅D(図1参照)が等しく、且つ複数の第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11Cは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット12は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット12に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
Between the teeth (that is, between the
コアバック13の外周面に、切欠き13aが形成されている。切欠き13aは、コアバック13の磁路を狭めないように、ティース(第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11C)の径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き13aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図1の例では、ティース(第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11C)と同数の9個の切欠き13aが形成されている。
A
第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11Cには、それらの先端部(内周面)に、軸方向に延びる複数の第1の固定子溝11A−1、第2の固定子溝11B−1、第3の固定子溝11C−1がそれぞれ形成されている。そして、第1の固定子溝11A−1、第2の固定子溝11B−1、第3の固定子溝11C−1の各ティースの中心線に対する位相が異なることを特徴としている。
The
即ち、図2(図1のA部拡大図)に示すように、第1のティース11Aには、断面三角形状の複数の第1の固定子溝11A−1が形成されている。第1の固定子溝11A−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第1のティース11Aは、第1の固定子溝11A−1の山と第1のティース11A中心線が一致している。
That is, as shown in FIG. 2 (enlarged view of part A in FIG. 1), the
第1の固定子溝11A−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第1の固定子溝11A−1の深さW(図2参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential direction) of the
また、図3(図1のB部拡大図)に示すように、第2のティース11Bには、断面三角形状の複数の第2の固定子溝11B−1が形成されている。第2の固定子溝11B−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第2のティース11Bは、第2の固定子溝11B−1の第2のティース11B中心線に最も近い山と、第2のティース11B中心線とが、P/3ピッチずれている。
Further, as shown in FIG. 3 (enlarged view of portion B in FIG. 1), a plurality of
第2の固定子溝11B−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第2の固定子溝11B−1の深さW(図3参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (period in the circumferential direction) of the
また、図4(図1のC部拡大図)に示すように、第3のティース11Cには、断面三角形状の複数の第3の固定子溝11C−1が形成されている。第3の固定子溝11C−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第3のティース11Cは、第3の固定子溝11C−1の第3のティース11C中心線に最も近い山と、第3のティース11C中心線とが、2P/3ピッチずれている。
Further, as shown in FIG. 4 (enlarged view of part C in FIG. 1), the
第3の固定子溝11C−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第3の固定子溝11C−1の深さW(図4参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential direction) of the
図5は実施の形態1を示す図で、第1のティース11Aの先端部付近の拡大図(横断面図)である。第1のティース11Aの先端部を、第1の固定子溝11A−1の径方向中心線で分けて、図5にハッチングで示す部分を凸部11A−2とする。また、第1の固定子溝11A−1の径方向中心線よりも径方向外側の部分を凹部11A−3とする。
FIG. 5 is a diagram showing the first embodiment, and is an enlarged view (transverse sectional view) of the vicinity of the tip portion of the
図6は実施の形態1を示す図で、第2のティース11Bの先端部付近の拡大図(横断面図)である。第2のティース11Bの先端部を、第2の固定子溝11B−1の径方向中心線で分けて、図6にハッチングで示す部分を凸部11B−2とする。また、第2の固定子溝11B−1の径方向中心線よりも径方向外側の部分を凹部11B−3とする。
FIG. 6 is a diagram showing the first embodiment, and is an enlarged view (transverse sectional view) of the vicinity of the tip of the
図7は実施の形態1を示す図で、第3のティース11Cの先端部付近の拡大図(横断面図)である。第3のティース11Cの先端部を、第3の固定子溝11C−1の径方向中心線で分けて、図7にハッチングで示す部分を凸部11C−2とする。また、第3の固定子溝11C−1の径方向中心線よりも径方向外側の部分を凹部11C−3とする。
FIG. 7 is a diagram showing the first embodiment, and is an enlarged view (transverse sectional view) of the vicinity of the tip portion of the
図8は実施の形態1を示す図で、固定子鉄心10の内径側から見た部分正面図である。固定子鉄心10は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して形成されるが、本実施の形態では、例えば、図8に示すように、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を一枚づつ、1ティースピッチ(本実施の形態では、ティースが9個あるので、1ティースピッチは、40°(機械角である))回転させながら積層する。図1の例では、反時計方向に1ティースピッチ回転させながら積層する。
FIG. 8 shows the first embodiment, and is a partial front view as seen from the inner diameter side of the
そのようにして積層された固定子鉄心10を、図8で最上部に位置する電磁鋼板の第1のティース11A部分で内側から見ると、図8のような構成になる。
When the
図8において、各ティース(第1のティース11A、第2のティース11B、第3のティース11C)のハッチング部分が、それぞれ凸部11A−2,11B−2,11C−2を示している。また、ハッチングのない部分が、それぞれ凹部11A−3,11B−3,11C−3を示している。
In FIG. 8, the hatched portions of the respective teeth (the
図9は図8の一部の拡大図である。図9に示すように、最上部の第1のティース11Aの凸部11A−2(凸部11A−2の中の或る一つ)と、最上部の第1のティース11Aの次の(下)第2のティース11Bの最上部の第1のティース11Aの前記凸部11A−2に最も近い凸部11B−2とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。それに伴い、最上部の第1のティース11Aの凹部11A−3(凹部11A−3の中の或る一つ)と、最上部の第1のティース11Aの次の(下)第2のティース11Bの最上部の第1のティース11Aの前記凹部11A−3に最も近い凹部11B−3とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。
FIG. 9 is an enlarged view of a part of FIG. As shown in FIG. 9, the
また、図9に示すように、最上部の第1のティース11Aの次の(下)第2のティース11Bの凸部11B−2(凸部11B−2の中の或る一つ)と、第2のティース11Bの次の(下)第3のティース11Cの第2のティース11Bの前記凸部11B−2に最も近い凸部11C−2とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。それに伴い、第2のティース11Bの凹部11B−3(凹部11B−3の中の或る一つ)と、第2のティース11Bの次の(下)第3のティース11Cの第2のティース11Bの前記凹部11B−3に最も近い凹部11C−3とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。
Moreover, as shown in FIG. 9, the
また、図9に示すように、上から3番目の第3のティース11Cの凸部11C−2(凸部11C−2の中の或る一つ)と、上から4番目の第1のティース11Aの上から3番目の第3のティース11Cの前記凸部11C−2に最も近い上から4番目の第1のティース11Aの凸部11A−2とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。それに伴い、上から3番目の第3のティース11Cの凹部11C−3(凹部11C−3の中の或る一つ)と、上から4番目の第1のティース11Aの上から3番目の第3のティース11Cの前記凹部11C−3に最も近い上から4番目の第1のティース11Aの凹部11A−3とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。固定子鉄心10は、上記の構成を繰り返して積層される。
Further, as shown in FIG. 9, the
図9に示すように、隣接する電磁鋼板の凸部間(凸部11A−2と凸部11B−2、凸部11B−2と凸部11C−2、凸部11C−2と凸部11A−2)は、連通はしているが、電磁鋼板が一種類の場合に比べれば、連通面積が半分以下になる。従って、隣接する電磁鋼板の凸部間を跨る経路の渦電流を抑制することができる。
As shown in FIG. 9, between the convex portions of adjacent electromagnetic steel sheets (the
電磁鋼板の一枚一枚は、両面に絶縁が施されているが、高周波の渦電流の場合は、電磁鋼板に絶縁が施されていても隣接する電磁鋼板間を跨る経路の渦電流が流れる傾向がある。特に、インバータを用いてモータを可変速制御をした場合、インバータのPWM(Pulse Width Modulation、パルス幅変調)キャリア周波数に起因して、PWMキャリア周波数のN倍成分(Nは自然数)の高周波の渦電流損を抑制し、高効率の永久磁石型モータを実現できる。 Each electromagnetic steel sheet is insulated on both sides, but in the case of high-frequency eddy currents, eddy currents in the path between adjacent electromagnetic steel sheets flow even if the electromagnetic steel sheet is insulated. Tend. In particular, when variable speed control of a motor is performed using an inverter, a high-frequency vortex of an N-fold component (N is a natural number) of the PWM carrier frequency due to the PWM (Pulse Width Modulation) pulse frequency of the inverter. Current loss can be suppressed and a highly efficient permanent magnet motor can be realized.
図10乃至図17は実施の形態1を示す図で、図10は変形例1の固定子鉄心110を構成する第1のコアシート10Aの平面図、図11は図10のA部拡大図、図12は変形例1の固定子鉄心110を構成する第2のコアシート10Bの平面図、図13は図12のB部拡大図、図14は変形例1の固定子鉄心110を構成する第3のコアシート10Cの平面図、図15は図14のC部拡大図、図16は変形例1の固定子鉄心110の内径側から見た部分正面図、図17は図16の一部の拡大図である。
FIGS. 10 to 17 are views showing the first embodiment, FIG. 10 is a plan view of the
図1に示す固定子鉄心10は、各コアシートの形状は同一で、隣接するティースの先端部の固定子溝の位相をずらす構成であるが、例えば、全てのティースが図1の第1のティース11Aで構成される第1のコアシート10Aと、全てのティースが図1の第2のティース11Bで構成される第2のコアシート10Bと、全てのティースが図1の第3のティース11Cで構成される第3のコアシート10Cとを順番に積層するようにしてもよい。
The
以下、このような構成の変形例1の固定子鉄心110について、図10乃至図17を参照しながら説明する。図10に示すように、変形例1の固定子鉄心110を構成する第1のコアシート10Aは、全てのティースが、図1の第1のティース11Aと同様の構成である。
Hereinafter, the
第1のコアシート10Aは、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜かれる。第1のコアシート10Aは、外周部の環状のコアバック13から複数(図10では、9個)の第1のティース11Aが放射状に内側に延びて形成されている。
The
第1のティース11Aの間は、周方向の幅D(図10参照)が等しく、且つ複数(図10では、9個)の第1のティース11Aは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット12は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット12に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
Between the
コアバック13の外周面に、切欠き13aが形成されている。切欠き13aは、コアバック13の磁路を狭めないように、第1のティース11Aの径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き13aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図10の例では、第1のティース11Aと同数の9個の切欠き13aが形成されている。
A
図11(図10のA部拡大図)に示すように、第1のティース11Aには、断面三角形状の複数の第1の固定子溝11A−1が形成されている。第1の固定子溝11A−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第1のティース11Aは、第1の固定子溝11A−1の山と第1のティース11A中心線が一致している。
As shown in FIG. 11 (enlarged view of portion A in FIG. 10), a plurality of
第1の固定子溝11A−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第1の固定子溝11A−1の深さW(図11参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential direction) of the
図12に示すように、変形例1の固定子鉄心110を構成する第2のコアシート10Bは、全てのティースが、図1の第2のティース11Bと同様の構成である。
As shown in FIG. 12, the
第2のコアシート10Bも、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜かれる。第2のコアシート10Bも、外周部の環状のコアバック13から複数(図12では、9個)の第2のティース11Bが放射状に内側に延びて形成されている。
The
第2のティース11B間は、周方向の幅D(図12参照)が等しく、且つ複数(図12では、9個)の第2のティース11Bは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット12は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット12に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
Since the circumferential width D (see FIG. 12) is equal between the
コアバック13の外周面に、切欠き13aが形成されている。切欠き13aは、コアバック13の磁路を狭めないように、第2のティース11Bの径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き13aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図12の例では、第2のティース11Bと同数の9個の切欠き13aが形成されている。
A
図13(図12のB部拡大図)に示すように、第2のティース11Bには、断面三角形状の複数の第2の固定子溝11B−1が形成されている。第2の固定子溝11B−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第2のティース11Bは、第2の固定子溝11B−1の第2のティース11B中心線に最も近い山と、第2のティース11B中心線とが、P/3ピッチずれている。
As shown in FIG. 13 (enlarged view of B portion in FIG. 12), the
第2の固定子溝11B−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第2の固定子溝11B−1の深さW(図13参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (period in the circumferential direction) of the
図14に示すように、変形例1の固定子鉄心110を構成する第3のコアシート10Cは、全てのティースが、図1の第3のティース11Cと同様の構成である。
As shown in FIG. 14, the
第3のコアシート10Cも、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜かれる。第3のコアシート10Cも、外周部の環状のコアバック13から複数(図14では、9個)の第3のティース11Cが放射状に内側に延びて形成されている。
The
第3のコアシート10C間は、周方向の幅D(図14参照)が等しく、且つ複数(図14では、9個)の第3のティース11Cは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット12は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット12に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
Between the
コアバック13の外周面に、切欠き13aが形成されている。切欠き13aは、コアバック13の磁路を狭めないように、第1のティース11Aの径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き13aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図14の例では、第3のティース11Cと同数の9個の切欠き13aが形成されている。
A
図15(図14のC部拡大図)に示すように、第3のティース11Cには、断面三角形状の複数の第3の固定子溝11C−1が形成されている。第3の固定子溝11C−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第3の固定子溝11C−1は、第3の固定子溝11C−1の第3のティース11C中心線に最も近い山と、第3のティース11C中心線とが、P/3ピッチずれている。
As shown in FIG. 15 (enlarged view of part C in FIG. 14), a plurality of
第3の固定子溝11C−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第3のティース11Cの深さW(図15参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential direction) of the
変形例1の固定子鉄心110は、例えば、図16に示すように、上から第1のコアシート10A、第2のコアシート10B、第3のコアシート10C、第1のコアシート10A・・・・のように、順番に積層して構成される。但し、最上部に配置するコアシートは、第1のコアシート10A、第2のコアシート10B、第3のコアシート10Cのいずれかでよい。その場合、第1のコアシート10A、第2のコアシート10B、第3のコアシート10Cの順は変えない。例えば、最上部に配置するコアシートが第2のコアシート10Bの場合は、上から第2のコアシート10B、第3のコアシート10C、第1のコアシート10A、第2のコアシート10B・・・・の順で積層する。また、最上部に配置するコアシートが第3のコアシート10Cの場合は、上から第3のコアシート10C、第1のコアシート10A、第2のコアシート10B、第3のコアシート10C、・・・・の順で積層する。
For example, as shown in FIG. 16, the
また、図17(図16の一部の拡大図)に示すように、最上部の第1のコアシート10Aの凸部11A−2(凸部11A−2の中の或る一つ)と、最上部の第1のコアシート10Aの次の(下)第2のコアシート10Bの最上部の第1のコアシート10Aの前記凸部11A−2に最も近い凸部11B−2とは、周方向(時計方向、図17では右側)にP/3だけずれている。それに伴い、最上部の第1のコアシート10Aの凹部11A−3(凹部11A−3の中の或る一つ)と、最上部の第1のコアシート10Aの次の(下)第2のコアシート10Bの最上部の第1のコアシート10Aの前記凹部11A−3に最も近い凹部11B−3とは、周方向(時計方向、図17では右側)にP/3だけずれている。
Moreover, as shown in FIG. 17 (an enlarged view of a part of FIG. 16), the
また、図17に示すように、最上部の第1のコアシート10Aの次の(下)第2のコアシート10Bの凸部11B−2(凸部11B−2の中の或る一つ)と、第2のコアシート10Bの次の(下)第3のコアシート10Cの第2のコアシート10Bの前記凸部11B−2に最も近い凸部11C−2とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。それに伴い、第2のコアシート10Bの凹部11B−3(凹部11B−3の中の或る一つ)と、第2のコアシート10Bの次の(下)第3のコアシート10Cの第2のコアシート10Bの前記凹部11B−3に最も近い凹部11C−3とは、周方向(時計方向、図17では右側)にP/3だけずれている。
In addition, as shown in FIG. 17, the
また、図17に示すように、上から3番目の第3のコアシート10Cの凸部11C−2(凸部11C−2の中の或る一つ)と、上から4番目の第1のコアシート10Aの上から3番目の第3のコアシート10Cの前記凸部11C−2に最も近い上から4番目の第1のコアシート10Aの凸部11A−2とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。それに伴い、上から3番目の第3のコアシート10Cの凹部11C−3(凹部11C−3の中の或る一つ)と、上から4番目の第1のコアシート10Aの上から3番目の第3のコアシート10Cの前記凹部11C−3に最も近い上から4番目の第1のコアシート10Aの凹部11A−3とは、周方向(時計方向、図9では右側)にP/3だけずれている。固定子鉄心10は、上記の構成を繰り返して積層される。
Moreover, as shown in FIG. 17, the
図17に示すように、隣接するコアシート(電磁鋼板)の凸部間(凸部11A−2と凸部11B−2、凸部11B−2と凸部11C−2、凸部11C−2と凸部11A−2)は、連通はしているが、電磁鋼板が一種類の場合に比べれば、連通面積が半分以下になる。従って、隣接する電磁鋼板の凸部間を跨る経路の渦電流を抑制することができる。特に、インバータを用いてモータを可変速制御をした場合、インバータのPWMキャリア周波数に起因して、PWMキャリア周波数のN倍成分(Nは自然数)の高周波の渦電流損を抑制し、高効率の永久磁石型モータを実現できる本来の効果も奏する。
As shown in FIG. 17, between the convex portions of adjacent core sheets (magnetic steel plates) (the
また、変形例1の固定子鉄心110は、各コアシート(第1のコアシート10A、第2のコアシート10B、第3のコアシート10C)に方向性がないので、積層する装置の構成が簡単になるという効果がある。
In addition, since the
図18乃至図23は実施の形態1を示す図で、図18は変形例2の固定子200の横断面図、図19は図18のE部拡大図、図20は図18のF部拡大図、図21は第1のティース211Eの先端部付近の拡大図(横断面図)、図22は第2のティース211Fの先端部付近の拡大図(横断面図)、図23は変形例2の固定子鉄心210の内径側から見た部分正面図である。
18 to 23 are diagrams showing the first embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view of the
図18乃至図23を参照しながら、変形例2の固定子200について説明する。図18に示す固定子200は、略円筒状の固定子鉄心210と、固定子鉄心210のスロット212に絶縁材(図示せず)を介して挿入される巻線(図示せず)とを、少なくとも備える。
A
本実施の形態の特徴は、固定子鉄心210、特にティース(第1のティース211E、第2のティース211F(単に、ティースと呼ぶ場合もある)の形状に特徴があるので、主として固定子鉄心210について説明する。
A feature of the present embodiment is that there is a feature in the shape of the
円筒状の固定子鉄心210は、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定の枚数を積層することで構成される。固定子鉄心210は、外周部の円筒状のコアバック213から複数の第1のティース211E、第2のティース211Fが放射状に内側に延びて形成されている。二個の第1のティース211E、第2のティース211Fが時計方向に順に形成され、続いて次の別の二個の第1のティース211E、第2のティース211Fが時計方向に順に形成され、続いてさらに別の二個の第1のティース211E、第2のティース211Fが時計方向に順に形成されている。これらの複数の第1のティース211E、第2のティース211Fは、周方向に略等間隔に形成される。従って、固定子鉄心10は、三個の第1のティース211E、三個の第2のティース211Fの計6個のティースを備える。
The
ティースの間(即ち、第1のティース211Eと第2のティース211Fの間(六箇所)に、同一形状のスロット212が形成されている。ティース(第1のティース211E、第2のティース211F)は、周方向の幅D1(図18参照)が等しく、且つ複数の第1のティース211E、第2のティース211Fは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット212は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット212に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
コアバック213の外周面に、切欠き213aが形成されている。切欠き213aは、コアバック213の磁路を狭めないように、ティース(第1のティース211E、第2のティース211F)の径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き213aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図18の例では、ティース(第1のティース211E、第2のティース211F)と同数の6個の切欠き213aが形成されている。
A
第1のティース211E、第2のティース211Fには、それらの先端部(内周面)に、軸方向に延びる複数の第1の固定子溝211E−1、第2の固定子溝211F−1がそれぞれ形成されている。そして、第1の固定子溝211E−1、第2の固定子溝211F−1の各ティースの中心線に対する位相が異なることを特徴としている。
The
即ち、図19(図18のE部拡大図)に示すように、第1のティース211Eには、断面三角形状の複数の第1の固定子溝211E−1が形成されている。第1の固定子溝211E−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第1のティース211Eは、第1の固定子溝211E−1の山と第1のティース211E中心線が一致している。
That is, as shown in FIG. 19 (enlarged view of portion E in FIG. 18), a plurality of
第1の固定子溝211E−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第1の固定子溝11A−1の深さW(図19参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential period) of the
また、図20(図18のF部拡大図)に示すように、第2のティース211Fには、断面三角形状の複数の第2の固定子溝11F−1が形成されている。第2の固定子溝211F−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第2のティース211Fは、第2の固定子溝211F−1の第2のティース211F中心線に最も近い山と、第2のティース211F中心線とが、P/2ピッチずれている。
Further, as shown in FIG. 20 (enlarged view of portion F in FIG. 18), the
第2の固定子溝211F−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第2の固定子溝211F−1の深さW(図20参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential direction) of the
図21(第1のティース211Eの先端部付近の拡大図(横断面図))において、第1のティース211Eの先端部を、第1の固定子溝211E−1の径方向中心線で分けて、図21にハッチングで示す部分を凸部211E−2とする。また、第1の固定子溝211E−1の径方向中心線よりも径方向外側の部分を凹部211E−3とする。
In FIG. 21 (enlarged view (transverse cross-sectional view) near the tip of the
図22(第2の固定子溝211F−1の先端部付近の拡大図(横断面図))において、第2のティース211Fの先端部を、第2の固定子溝211F−1の径方向中心線で分けて、図22にハッチングで示す部分を凸部211F−2とする。また、第2の固定子溝211F−1の径方向中心線よりも径方向外側の部分を凹部211F−3とする。
In FIG. 22 (enlarged view (cross-sectional view) near the tip of the
図23(固定子鉄心210の内径側から見た部分正面図)において、固定子鉄心210は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して形成されるが、本実施の形態では、例えば、図23に示すように、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を一枚づつ、1ティースピッチ(固定子鉄心210は、ティースが6個あるので、1ティースピッチは、60°(機械角である))回転させながら積層する。図18の例では、反時計方向に1ティースピッチ回転させながら積層する。
In FIG. 23 (partial front view seen from the inner diameter side of the stator core 210), the
そのようにして積層された固定子鉄心210を、図23で最上部に位置する電磁鋼板の第1のティース211E部分で内側から見ると、図23のような構成になる。
When the
図23において、各ティース(第1のティース211E、第2のティース211F)のハッチング部分が、それぞれ凸部211E−2,211F−2を示している。また、ハッチングのない部分が、それぞれ凹部211E−3,211F−3を示している。
In FIG. 23, hatched portions of the respective teeth (
図23に示すように、最上部の第1のティース211Eの凸部211E−2と、最上部の第1のティース211Eの次の(下)第2のティース211Fの凸部211F−2とは、周方向(時計方向、図23は右側)にP/2だけずれている。それに伴い、最上部の第1のティース211Eの凹部211E−3と、最上部の第1のティース211Eの次の(下)第2のティース211Fの凹部211F−3とは、周方向(時計方向、図23では右側)にP/2だけずれている。固定子鉄心10は、上記の構成を繰り返して積層される。
As shown in FIG. 23, the
図23に示すように、隣接するコアシート(電磁鋼板)の凸部間(凸部211E−2と凸部211F−2)は、連通していない。従って、隣接する電磁鋼板の凸部間を跨る経路の渦電流を抑制することができる。
As shown in FIG. 23, the convex portions (the
電磁鋼板の一枚一枚は、両面に絶縁が施されているが、高周波の渦電流の場合は、電磁鋼板に絶縁が施されていても隣接する電磁鋼板間を跨る経路の渦電流が流れる傾向がある。特に、インバータを用いてモータを可変速制御をした場合、インバータのPWM(Pulse Width Modulation、パルス幅変調)キャリア周波数に起因して、PWMキャリア周波数のN倍成分(Nは自然数)の高周波の渦電流損を抑制し、高効率の永久磁石型モータを実現できる。 Each electromagnetic steel sheet is insulated on both sides, but in the case of high-frequency eddy currents, eddy currents in the path between adjacent electromagnetic steel sheets flow even if the electromagnetic steel sheet is insulated. Tend. In particular, when variable speed control of a motor is performed using an inverter, a high-frequency vortex of an N-fold component (N is a natural number) of the PWM carrier frequency due to the PWM (Pulse Width Modulation) pulse frequency of the inverter. Current loss can be suppressed and a highly efficient permanent magnet motor can be realized.
図24乃至図28は実施の形態1を示す図で、図24は変形例3の固定子鉄心310を構成する第1のコアシート310Eの平面図、図25は図24のE部拡大図、図26は変形例3の固定子鉄心310を構成する第2のコアシート310Fの平面図、図27は図26のF部拡大図、図28は変形例3の固定子鉄心310の内径側から見た部分正面図である。
FIGS. 24 to 28 are views showing the first embodiment, FIG. 24 is a plan view of a
図18に示す固定子鉄心210は、各コアシートの形状は同一で、隣接するティースの先端部の固定子溝の位相をずらす構成であるが、例えば、全てのティースが図18の第1のティース211Eで構成される第1のコアシート310Eと、全てのティースが図18の第2のティース211Fで構成される第2のコアシート310Fとを順番に積層するようにしてもよい。
The
以下、このような構成の変形例3の固定子鉄心310について、図24乃至図28を参照しながら説明する。図24に示すように、変形例3の固定子鉄心310を構成する第1のコアシート310Eは、全てのティースが、図18第1のティース211Eと同様の構成である。
Hereinafter, the
第1のコアシート310Eは、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜かれる。第1のコアシート310Eは、外周部の環状のコアバック313から複数(図24では、6個)の第1のティース311Eが放射状に内側に延びて形成されている。
The
第1のティース311Eの間は、周方向の幅D1(図24参照)が等しく、且つ複数(図24では、6個)の第1のティース311Eは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット312は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット312に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
Between the
コアバック313の外周面に、切欠き313aが形成されている。切欠き313aは、コアバック313の磁路を狭めないように、第1のティース311Eの径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き313aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図24の例では、第1のティース311Eと同数の6個の切欠き313aが形成されている。
A
図25(図24のE部拡大図)に示すように、第1のティース311Eには、断面三角形状の複数の第1の固定子溝311E−1が形成されている。第1の固定子溝311E−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第1のティース311Eは、第1の固定子溝311E−1の山と第1のティース311E中心線が一致している。
As shown in FIG. 25 (enlarged view of portion E in FIG. 24), the
第1の固定子溝311E−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第1の固定子溝311E−1の深さW(図25参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential direction) of the
図26に示すように、変形例3の固定子鉄心310を構成する第2のコアシート310Fは、全てのティースが、図18の第2のティース311Fと同様の構成である。
As shown in FIG. 26, the
第2のコアシート310Fも、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜かれる。第2のコアシート310Fも、外周部の環状のコアバック313から複数(図26では、6個)の第2のティース311Fが放射状に内側に延びて形成されている。
The
第2のティース311F間は、周方向の幅D1(図26参照)が等しく、且つ複数(図26では、6個)の第2のティース311Fは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット312は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット312に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
Since the circumferential width D1 (see FIG. 26) is equal between the
コアバック313の外周面に、切欠き313aが形成されている。切欠き313aは、コアバック313の磁路を狭めないように、第2のティース311Fの径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き313aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図26の例では、第2のティース311Fと同数の6個の切欠き313aが形成されている。
A
図27(図26のF部拡大図)に示すように、第2のティース311Fには、断面三角形状の複数の第2の固定子溝311F−1が形成されている。第2の固定子溝311F−1のピッチ(周方向の周期)をPとする。第2のティース311Fは、第2の固定子溝311F−1の第2のティース311F中心線に最も近い山と、第2のティース311F中心線とが、P/2ピッチずれている。
As shown in FIG. 27 (the F section enlarged view of FIG. 26), the
第2の固定子溝311F−1のピッチP(周方向の周期)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以下となるように構成される。また、第2の固定子溝311F−1の深さW(図27参照)は、電磁鋼板(厚み0.2〜0.5mm程度)の板厚以上となるように構成される。
The pitch P (circumferential period) of the
変形例3の固定子鉄心310は、例えば、図28に示すように、上から第1のコアシート310E、第2のコアシート310F、第1のコアシート310E、第2のコアシート310F・・・・のように、順番に積層して構成される。但し、最上部に配置するコアシートは、第1のコアシート310E、第2のコアシート310Fのいずれかでよい。
For example, as shown in FIG. 28, the
図28に示すように、隣接するコアシート(電磁鋼板)の凸部間(凸部311E−2と凸部311F−2)は、連通はしていない。従って、隣接する電磁鋼板の凸部間を跨る経路の渦電流を抑制することができる。特に、インバータを用いてモータを可変速制御をした場合、インバータのPWMキャリア周波数に起因して、PWMキャリア周波数のN倍成分(Nは自然数)の高周波の渦電流損を抑制し、高効率の永久磁石型モータを実現できる本来の効果も奏する。
As shown in FIG. 28, communication between the convex portions (the
また、変形例3の固定子鉄心310は、各コアシート(第1のコアシート310E、第2のコアシート310F)に方向性がないので、積層する装置の構成が簡単になるという効果がある。
Moreover, since the
図29乃至32は実施の形態1を示す図で、図29は変形例4の固定子400の横断面図、図30は図29のG部拡大図、図31は図30のH部拡大図、図32は図30のJ部拡大図である。
29 to 32 are diagrams showing the first embodiment. FIG. 29 is a cross-sectional view of the
ここまで説明してきた固定子鉄心10、変形例1の固定子鉄心110、変形例2の固定子鉄心210、変形例3の固定子鉄心310では、ティース先端部の固定子溝は、一つのティースにおいて全ての固定子溝が同一形状である。変形例4の固定子400は、ティース先端部の固定子溝の深さを、ティース先端部の周方向端部になるにつれ、大きくなるようにしたものである。このように構成することで、誘起電圧の歪みを低減でき、渦電流低減効果に加え、誘起電圧の歪みによる鉄損の抑制とトルクリップル低減による低騒音化が実現できる。
In the
図29乃至32を参照しながら、変形例4の固定子400について説明する。円筒状の固定子鉄心410は、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定の枚数を積層することで構成される。固定子鉄心410は、外周部の円筒状のコアバック413から複数の第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cが放射状に内側に延びて形成されている。三個の第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cが時計方向に順に形成され、続いて次の別の三個の第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cが時計方向に順に形成され、続いてさらに別の三個の第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cが時計方向に順に形成されている。これらの複数の第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cは、周方向に略等間隔に形成される。従って、固定子鉄心410は、三個の第1のティース411A、三個の第2のティース411B、三個の第3のティース411Cの計9個のティースを備える。
A
ティースの間(即ち、第1のティース411Aと第2のティース411Bの間(三箇所)、第2のティース411Bと第3のティース411Cの間(三箇所)、第3のティース411Cと第1のティース411Aの間(三箇所)に、同一形状のスロット412が形成されている。ティース(第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411C)は、周方向の幅D(図29参照)が等しく、且つ複数の第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット412は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット412に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
Between the teeth (that is, between the
コアバック413の外周面に、切欠き413aが形成されている。切欠き413aは、コアバック413の磁路を狭めないように、ティース(第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411C)の径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き413aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図29の例では、ティース(第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411C)と同数の9個の切欠き413aが形成されている。
A
第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cには、それらの先端部(内周面)に、軸方向に延びる複数の第1の固定子溝411A−1、第2の固定子溝411B−1、第3の固定子溝411C−1がそれぞれ形成されている。そして、第1の固定子溝411A−1、第2の固定子溝411B−1、第3の固定子溝411C−1の各ティースの中心線に対する位相が異なることを特徴としている。
The
第1の固定子溝411A−1、第2の固定子溝411B−1、第3の固定子溝411C−1の各ティースの中心線に対する位相が異なる点については、固定子鉄心10と同様であるので、説明は省略する。
The phase of the
変形例4の固定子鉄心410は、さらに、各ティース(第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411C)の先端部に形成される固定子溝(第1の固定子溝411A−1、第2の固定子溝411B−1、第3の固定子溝411C−1)の深さがティースの先端部の周方向端部になるにつれ、大きくなる点に特徴がある。
The
図30(図29のG部拡大図)は、第1のティース411A、第2のティース411B、第3のティース411Cのうちの第1のティース411Aを例に、第1の固定子溝411A−1を拡大して示している。
FIG. 30 (an enlarged view of a portion G in FIG. 29) illustrates the
図31(図30のH部拡大図)に示すように、第1のティース411Aの先端部の中心線付近における第1の固定子溝411A−1の深さをW1とする。
As shown in FIG. 31 (enlarged view of the H portion in FIG. 30), the depth of the
また、図32(図30のJ部拡大図)に示すように、第1のティース411Aの先端部の周方向端部付近における第1の固定子溝411A−1の深さをW2する。
Further, as shown in FIG. 32 (enlarged view of J portion in FIG. 30), the depth of the
第1の固定子溝411A−1の深さは、第1のティース411Aの先端部の周方向端部になるにつれ、大きくなり、W2>W1の関係を満たす。第1のティース411Aの先端部の中心線付近と、第1のティース411Aの先端部の周方向端部付近との間は、W1〜W2の範囲で徐々に大きくなる構成である。
The depth of the
このように構成することにより、誘起電圧の歪みを低減でき、渦電流低減効果に加え、誘起電圧の歪みによる鉄損の抑制とトルクリップル低減による低騒音化が実現できる。 With this configuration, the distortion of the induced voltage can be reduced, and in addition to the effect of reducing the eddy current, the iron loss can be suppressed by the induced voltage distortion and the noise can be reduced by reducing the torque ripple.
図33乃至図36は実施の形態1を示す図で、図33は変形例5の固定子500の横断面図、図34は図33のK部拡大図、図35は図34のL部拡大図、図36は図34のM部拡大図である。
FIGS. 33 to 36 are diagrams showing the first embodiment. FIG. 33 is a transverse sectional view of a
変形例4の固定子400は9スロットであるが、変形例5の固定子500は6スロットである点が異なる。
The
図33乃至図36を参照しながら、変形例5の固定子500について説明する。図33に示す固定子500は、略円筒状の固定子鉄心510と、固定子鉄心510のスロット512に絶縁材(図示せず)を介して挿入される巻線(図示せず)とを、少なくとも備える。
A
円筒状の固定子鉄心510は、厚み0.2〜0.5mm程度の薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定の枚数を積層することで構成される。固定子鉄心510は、外周部の円筒状のコアバック513から複数の第1のティース511E、第2のティース511Fが放射状に内側に延びて形成されている。二個の第1のティース511E、第2のティース511Fが時計方向に順に形成され、続いて次の別の二個の第1のティース511E、第2のティース511Fが時計方向に順に形成され、続いてさらに別の二個の第1のティース511E、第2のティース511Fが時計方向に順に形成されている。これらの複数の第1のティース511E、第2のティース511Fは、周方向に略等間隔に形成される。従って、固定子鉄心510は、三個の第1のティース511E、三個の第2のティース511Fの計6個のティースを備える。
The
ティースの間(即ち、第1のティース511Eと第2のティース511Fの間(六箇所)に、同一形状のスロット512が形成されている。ティース(第1のティース511E、第2のティース511F)は、周方向の幅D1(図33参照)が等しく、且つ複数の第1のティース511E、第2のティース511Fは、周方向に略等間隔に形成されるので、スロット512は内径側から外径側に向かって周方向の幅が大きくなっている。このスロット512に絶縁材(図示せず)を介して巻線(図示せず)が挿入される。巻線は、例えば、ティースに所定の巻数を直接巻き付けて形成される三相Y結線の集中巻線である。
コアバック513の外周面に、切欠き513aが形成されている。切欠き513aは、コアバック513の磁路を狭めないように、ティース(第1のティース511E、第2のティース511F)の径方向の延長線上に形成されている。これらの切欠き513aは、例えば、本実施の形態の永久磁石型モータを密閉型圧縮機に使用する場合に、冷媒や冷凍機油の通路となるものである。図33の例では、ティース(第1のティース511E、第2のティース511F)と同数の6個の切欠き513aが形成されている。
A
第1のティース511E、第2のティース511Fには、それらの先端部(内周面)に、軸方向に延びる複数の第1の固定子溝511E−1、第2の固定子溝511F−1がそれぞれ形成されている。そして、第1の固定子溝511E−1、第2の固定子溝511F−1の各ティースの中心線に対する位相が異なることを特徴としている。
The
変形例5の固定子鉄心510は、さらに、各ティース(第1のティース511E、第2のティース511F)の先端部に形成される固定子溝(第1の固定子溝511E−1、第2の固定子溝511F−1)の深さがティースの先端部の周方向端部になるにつれ、大きくなる点に特徴がある。
The
図34(図33のK部拡大図)は、第1のティース511E、第2のティース511Fのうちの第1のティース511Eを例に、第1の固定子溝511E−1を拡大して示している。
FIG. 34 (enlarged view of the K portion in FIG. 33) shows the
図35(図34のL部拡大図)に示すように、第1のティース511Eの先端部の中心線付近における第1の固定子溝511E−1の深さをW3とする。
As shown in FIG. 35 (enlarged view of L portion in FIG. 34), the depth of the
また、図36(図34のM部拡大図)に示すように、第1のティース511Eの先端部の周方向端部付近における第1の固定子溝511E−1の深さをW4する。
Also, as shown in FIG. 36 (enlarged view of the M portion in FIG. 34), the depth of the
第1の固定子溝511E−1の深さは、第1のティース511Eの先端部の周方向端部になるにつれ、大きくなり、W4>W3の関係を満たす。第1のティース511Eの先端部の中心線付近と、第1のティース511Eの先端部の周方向端部付近との間は、W3〜W4の範囲で徐々に大きくなる構成である。
The depth of the
このように構成することにより、誘起電圧の歪みを低減でき、渦電流低減効果に加え、誘起電圧の歪みによる鉄損の抑制とトルクリップル低減による低騒音化が実現できる。 With this configuration, the distortion of the induced voltage can be reduced, and in addition to the effect of reducing the eddy current, the iron loss can be suppressed by the induced voltage distortion and the noise can be reduced by reducing the torque ripple.
また、固定子鉄心の製法としては、プレス機を用いた打ち抜き加工でも可能であるが、本実施の形態のように微小の凹凸部で構成した固定子溝をプレス加工で打ち抜いた場合、機械的なせん断・切断・破断により、塑性変形層が形成され、打ち抜き歪により、鉄損が大幅に増加してしまう。 In addition, as a method of manufacturing the stator core, punching using a press machine is also possible, but when the stator groove formed by minute irregularities is punched by pressing as in the present embodiment, mechanical A plastic deformation layer is formed by the shearing, cutting, and breaking, and the iron loss is greatly increased by the punching strain.
従って、例えば、塑性変形層のないフォトエッチング加工で作ることにより、固定子の鉄損を飛躍的に低減させることができる。 Therefore, for example, the iron loss of the stator can be drastically reduced by making it by photoetching without a plastic deformation layer.
10 固定子鉄心、10A 第1のコアシート、10B 第2のコアシート、10C 第3のコアシート、11A 第1のティース、11A−1 第1の固定子溝、11A−2 凸部、11A−3 凹部、11B 第2のティース、11B−1 第2の固定子溝、11B−2 凸部、11B−3 凹部、11C 第3のティース、11C−1 第3の固定子溝、11C−2 凸部、11C−3 凹部、12 スロット、13 コアバック、13a 切欠き、100 固定子、110 固定子鉄心、200 固定子、210 固定子鉄心、211E 第1のティース、211E−1 第1の固定子溝、211E−2 凸部、211E−3 凹部、211F 第2のティース、211F−1 第2の固定子溝、211F−2 凸部、211F−3 凹部、212 スロット、213 コアバック、213a 切欠き、310 固定子鉄心、310E 第1のコアシート、310F 第2のコアシート、311E 第1のティース、311E−1 第1の固定子溝、311E−2 凸部、311F 第2のティース、311F−1 第2の固定子溝、311F−2 凸部、312 スロット、313 コアバック、313a 切欠き、400 固定子、410 固定子鉄心、411A 第1のティース、411A−1 第1の固定子溝、411B 第2のティース、411B−1 第2の固定子溝、411C 第3のティース、411C−1 第3の固定子溝、413 コアバック、413a 切欠き、500 固定子、510 固定子鉄心、511E 第1のティース、511E−1 第1の固定子溝、511F 第2のティース、511F−1 第2の固定子溝、512 スロット、513 コアバック、513a 切欠き。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stator core, 10A 1st core sheet, 10B 2nd core sheet, 10C 3rd core sheet, 11A 1st teeth, 11A-1 1st stator groove | channel, 11A-2 convex part, 11A- 3 concave portion, 11B second tooth, 11B-1 second stator groove, 11B-2 convex portion, 11B-3 concave portion, 11C third tooth, 11C-1 third stator groove, 11C-2 convex Part, 11C-3 recess, 12 slots, 13 core back, 13a notch, 100 stator, 110 stator core, 200 stator, 210 stator core, 211E first teeth, 211E-1 first stator Groove, 211E-2 convex portion, 211E-3 concave portion, 211F second tooth, 211F-1 Second stator groove, 211F-2 convex portion, 211F-3 concave portion, 212 slot 213, core back, 213a notch, 310 stator core, 310E first core sheet, 310F second core sheet, 311E first tooth, 311E-1 first stator groove, 311E-2 convex portion 311F 2nd teeth, 311F-1 2nd stator groove, 311F-2 convex part, 312 slot, 313 core back, 313a notch, 400 stator, 410 stator core, 411A 1st teeth, 411A -1 1st stator groove 411B 2nd tooth 411B-1 2nd stator groove 411C 3rd tooth 411C-1 3rd stator groove 413 Core back 413a Notch 500 Stator, 510 Stator iron core, 511E 1st tooth, 511E-1 1st stator groove, 511F 2nd tooth, 511F-1 Second stator groove, 512 slot, 513 core back, 513a notch.
Claims (7)
前記固定子鉄心は、各ティースの内周部全体に、ピッチPの周方向に連続した断面三角形状の複数の凹凸が形成されたn(nは2以上の整数)種類の電磁鋼板であって、凹凸の位置が順にP/nづつ周方向にずれたn種類の電磁鋼板が、前記順に繰り返し積層されて構成された
ことを特徴とする永久磁石型モータ。 A permanent magnet type motor driven by an inverter controlled at a variable speed by PWM (Pulse Width Modulation) control, wherein a plurality of teeth are provided along the circumferential direction, and a slot is formed between adjacent teeth. In a permanent magnet type motor comprising a stator having an iron core, and a rotor disposed inside the stator,
The stator iron core is an electrical steel sheet of n (n is an integer of 2 or more) types in which a plurality of irregularities having a triangular cross section continuous in the circumferential direction of the pitch P are formed on the entire inner peripheral portion of each tooth A permanent magnet motor characterized in that n types of electrical steel sheets whose concave and convex positions are sequentially displaced in the circumferential direction by P / n are repeatedly laminated in the order described above.
ことを特徴とする請求項1記載の永久磁石型モータ。 2. The permanent magnet motor according to claim 1, wherein the pitch P is equal to or less than a thickness of the electromagnetic steel sheet.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の永久磁石型モータ。 The permanent magnet motor according to claim 1 or 2, wherein a depth of the unevenness is equal to or greater than a thickness of the electromagnetic steel sheet.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の永久磁石型モータ。 The permanent magnet motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the depth of the unevenness is gradually increased toward the end in the teeth circumferential direction.
前記n種類の電磁鋼板は、隣り合うティースの前記凹凸の位置が順にP/nづつ周方向にずれた同一の電磁鋼板であり、
前記固定子鉄心は、前記同一の電磁鋼板を、1ティース分回転させながら前記順に積層して構成された
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の永久磁石型モータ。 The stator core is provided with a number of teeth that is an integer multiple of n,
The n types of electrical steel sheets are the same electrical steel sheet in which the positions of the unevenness of adjacent teeth are sequentially shifted in the circumferential direction by P / n,
The permanent magnet motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the stator core is configured by laminating the same electromagnetic steel plates in the order described above while rotating by one tooth.
前記固定子鉄心は、前記異なる電磁鋼板を、回転させずに前記順に積層して構成された
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の永久磁石型モータ。 The n types of electrical steel sheets are different electrical steel sheets in which the positions of the unevenness of each tooth are shifted in the circumferential direction by P / n in order between the electrical steel sheets,
5. The permanent magnet motor according to claim 1, wherein the stator iron core is configured by laminating the different electromagnetic steel sheets in the order without rotating. 6.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の永久磁石型モータ。 The permanent magnet type motor according to claim 1, wherein at least the irregularities are processed by etching.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010011424A JP5355435B2 (en) | 2010-01-21 | 2010-01-21 | Permanent magnet type motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010011424A JP5355435B2 (en) | 2010-01-21 | 2010-01-21 | Permanent magnet type motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011151968A JP2011151968A (en) | 2011-08-04 |
JP5355435B2 true JP5355435B2 (en) | 2013-11-27 |
Family
ID=44538431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010011424A Expired - Fee Related JP5355435B2 (en) | 2010-01-21 | 2010-01-21 | Permanent magnet type motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5355435B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103746472A (en) * | 2013-12-19 | 2014-04-23 | 重庆赛力盟电机有限责任公司 | Stator iron core tooth pressing plate structure with clamping groove |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11781592B2 (en) * | 2020-06-19 | 2023-10-10 | Daikin Industries, Ltd. | System and method for magnetic bearings |
JP7084451B2 (en) * | 2020-08-11 | 2022-06-14 | シナノケンシ株式会社 | Stator core and motor |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0564383A (en) * | 1991-09-02 | 1993-03-12 | Honda Motor Co Ltd | Stator of rotary electric machine |
JPH05184088A (en) * | 1992-01-07 | 1993-07-23 | Nippondenso Co Ltd | Alternator for vehicle |
JP2001037129A (en) * | 1999-07-14 | 2001-02-09 | Aisin Aw Co Ltd | Electric rotary machine |
JP2002112472A (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor, compressor using it, and its manufacturing method |
JP2003324872A (en) * | 2002-04-25 | 2003-11-14 | Mitsuba Corp | Armature for rotating electric machine |
JP2003348778A (en) * | 2002-05-29 | 2003-12-05 | Mitsuba Corp | Armature of dynamic-electric machine |
JP4501683B2 (en) * | 2004-12-28 | 2010-07-14 | 株式会社日立製作所 | Permanent magnet rotating electrical machine, on-vehicle electric actuator device electric system using the same, and electric power steering device electric system |
JP2006353001A (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Japan Servo Co Ltd | Laminated iron core and its manufacturing method and apparatus |
JP2008228442A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Hitachi Ltd | Stepping motor and steel plate used to manufacture stepping motor |
-
2010
- 2010-01-21 JP JP2010011424A patent/JP5355435B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103746472A (en) * | 2013-12-19 | 2014-04-23 | 重庆赛力盟电机有限责任公司 | Stator iron core tooth pressing plate structure with clamping groove |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011151968A (en) | 2011-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4926107B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5221966B2 (en) | Coil assembly for rotating electrical machine, stator for rotating electrical machine, and rotating electrical machine | |
TWI524633B (en) | Rotating electric machine and manufacturing method of rotating electric machine | |
US20140009025A1 (en) | Hybrid field electric motor | |
JP5623498B2 (en) | Stator core and stator, electric motor and compressor | |
JP6044382B2 (en) | Multi-gap rotating electric machine | |
JP2012029351A (en) | Stator of rotary electric machine | |
JP6328263B2 (en) | Armature laminated core and armature | |
JPWO2014102950A1 (en) | Rotating electric machine | |
JP5174794B2 (en) | Stator core and stator, electric motor and compressor | |
CN106374712B (en) | Synchronous reluctance motor and compressor | |
JP5355435B2 (en) | Permanent magnet type motor | |
JP5630057B2 (en) | Rotating electrical machine | |
JP2012175851A (en) | Linear motor armature and linear motor | |
JP2010004635A (en) | Field magneton, manufacturing method therefor, and rotating electrical machine | |
JP2005261182A (en) | Stator of motor and its manufacturing method | |
JP5355447B2 (en) | Permanent magnet type motor | |
JP2016144395A (en) | Motor armature | |
JP2016129447A (en) | Rotary electric machine | |
JP2010016932A (en) | Stator structure of rotating electrical machine | |
JP2010068548A (en) | Motor | |
JP2009100516A (en) | Continuous segment core material to be used for wound laminated core, and wound laminated core using it | |
JP4568639B2 (en) | Stator | |
JP2002136074A (en) | Rotor core | |
JP2016034192A (en) | Stator and rotary electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120515 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120516 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130730 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130827 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5355435 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |