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公開番号2022088168
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-14
出願番号2020200461
出願日2020-12-02
発明の名称回転電機及び換気装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人
主分類H02K 1/16 20060101AFI20220607BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】磁束が不均一になることを抑制するとともに、鉄心材料の無駄を低減した回転電機を得ること。
【解決手段】回転電機は、複数のコアバック4d及び磁路断面積が異なる複数のティース4a,4b,4cを有するリング状の固定子鉄心4と、固定子鉄心4に磁気回路を形成する複数のメインコイル5a及び複数のサブコイル5bとを備え、複数のティース4a,4b,4cは、磁路断面積が昇順の配列に続けて磁路断面積が降順に配列されたパターンを1周期として、複数周期繰り返しで配置されており、メインコイル5a及びサブコイル5bは、コアバック4dの少なくとも一つに跨がる領域で重複しており、メインコイル5aとサブコイル5bとが重複している領域の中央のコアバック4dは、磁路断面積が最大のティース4a同士の間のコアバック4d又は磁路断面積が最小のティース4c同士の間のコアバック4dである。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
回転子及び固定子を備え、
前記固定子は、複数のティース及び磁路断面積が異なる複数のコアバックを有し、前記ティースの間に前記コアバックが設置されたリング状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心に磁気回路を形成する複数のメインコイル及び複数のサブコイルとを備え、
複数の前記ティースは、磁路断面積が昇順の配列に続けて磁路断面積が降順に配列されたパターンを1周期として、複数周期繰り返しで配置されており、
複数の前記メインコイル及び複数の前記サブコイルの各々は、前記コアバックの内径側に形成された空間であるスロットを通して前記ティースに巻かれており、
前記メインコイル及び前記サブコイルは、前記コアバックの少なくとも一つに跨がる領域で重複しており、
前記メインコイルと前記サブコイルとが重複している領域の中央の前記コアバックは、磁路断面積が最大の前記ティース同士の間の前記コアバック又は磁路断面積が最小の前記ティース同士の間の前記コアバックであることを特徴とする回転電機。
続きを表示(約 580 文字)【請求項2】
磁路断面積が最大の前記ティースの磁路断面積は、磁路断面積が最小の前記ティースの4倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
【請求項3】
複数の前記ティースは、ティース幅の相違によって磁路断面積が異なることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転電機。
【請求項4】
複数の前記ティースは、不等ピッチで配列されていることを特徴とする請求項3に記載の回転電機。
【請求項5】
複数の前記ティースは、前記固定子鉄心の中心軸の軸方向の寸法の相違によって磁路断面積が異なることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項6】
前記固定子が形成する回転磁界により前記回転子を回転駆動する誘導電動機であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項7】
単相電源に直列に接続されたメインコイルと、前記メインコイルと並列に前記単相電源に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと直列に接続されたサブコイルとを備えることを特徴とする請求項6に記載の回転電機。
【請求項8】
請求項1から7のいずれか1項に記載の回転電機と、前記回転電機のシャフトに取り付けられた羽根車とを備えることを特徴とする換気装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、リング状の固定子鉄心を備えた回転電機及び換気装置に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
発電機及び電動機といった回転電機は、シャフト、軸受、固定子、回転子及び外郭を備えている。特許文献1に開示されるように、回転電機の固定子は、コアバック及びティースを備えたリング状の固定子鉄心と、コアバックの内径側の空間であるスロットに収容されたコイルとを備えている。
【0003】
回転電機のうち、単相電源にて駆動する電動機は、固定子のコイルに回転磁界を発生させるために、電気回路及び進相コンデンサを備えている。単相電源にて駆動する電動機は、換気送風機及び空調設備に広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許第6246028号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
単相電源にて駆動する電動機は、進相コンデンサが作る90°の位相差を利用して固定子のコイルに回転磁界を発生させている。しかし、実際には、コイルのインダクタンスなどに起因して、位相差は、理想的な値である90°からずれてしまっており、磁束が不均一になってしまう。
【0006】
特許文献1の固定子鉄心は、ティース幅が均一となっており、位相ずれが発生することを想定した作りにはなっていない。したがって、磁束が不均一になると、磁束密度の高い場所と低い場所とが生じてしまい、前者では鉄損と呼ばれる損失が増大してモータ特性を悪化させ、後者では鉄心材料を必要以上に使用することとなり、コストの増加の原因となる。
【0007】
上記の問題は、固定子鉄心設計時の想定に対し、2相以上が位相ずれを伴うことで生じるため、コンデンサに限らず、その他の駆動補助機器を用いた場合にも同様の問題が発生する。
【0008】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、磁束が不均一になることを抑制するとともに、鉄心材料の無駄を低減した回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る回転電機は、回転子及び固定子を備える。固定子は、複数のティース及び磁路断面積が異なる複数のコアバックを有し、ティースの間にコアバックが設置されたリング状の固定子鉄心と、固定子鉄心に磁気回路を形成する複数のメインコイル及び複数のサブコイルとを備える。複数のティースは、磁路断面積が昇順の配列に続けて磁路断面積が降順に配列されたパターンを1周期として、複数周期繰り返しで配置されている。複数のメインコイル及び複数のサブコイルの各々は、コアバックの内径側に形成された空間であるスロットを通してティースに巻かれている。メインコイル及びサブコイルは、コアバックの少なくとも一つに跨がる領域で重複している。メインコイルとサブコイルとが重複している領域の中央のコアバックは、磁路断面積が最大のティース同士の間のコアバック又は磁路断面積が最小のティース同士の間のコアバックである。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、磁束が不均一になることを抑制するとともに、鉄心材料の無駄を低減した回転電機を得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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