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公開番号2025129688
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026495
出願日2024-02-26
発明の名称固定子及び可変磁束モータ
出願人国立大学法人信州大学,山洋電気株式会社
代理人弁理士法人信栄事務所
主分類H02K 21/16 20060101AFI20250829BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータのトルクの低下を抑制しつつ、トルクリプルを低減する固定子、および、モータまたは発電機を提供する。
【解決手段】集中巻きの固定子10であって、巻線で巻回されている複数の主磁極11aと、複数の主磁極11aの間に設けられた補助磁極13と、を備え、高負荷時に補助磁極13が磁気的に飽和することで、低負荷時よりも巻き線の鎖交磁束が増大する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
集中巻きの固定子であって、
巻線で巻回されている複数の主磁極と、
複数の前記主磁極の間に設けられた補助磁極と、
を備え、
高負荷時に前記補助磁極が磁気的に飽和することで、低負荷時よりも前記巻き線の鎖交磁束が増大する、固定子。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
低負荷時にはｍ極２ｎスロットの電機子として機能し、
高負荷時に前記補助磁極が磁気的に飽和することで、ｍ極ｎスロットの電機子として機能し、
ｍ、ｎは自然数である、請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記ｍ極ｎスロットの巻線係数をｋｗ１、
前記ｍ極２ｎスロットの巻線係数をｋｗ２と定義すると、
ｋｗ１＞ｋｗ２となるように電機子巻線が配置されている、請求項２に記載の固定子。
【請求項４】
前記主磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁化をＭｓ１、
前記補助磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁化をＭｓ２と定義すると、
Ｍｓ１＞Ｍｓ２の関係を有する、請求項２に記載の固定子。
【請求項５】
前記主磁極を構成する軟磁性材料の比透磁率をμｒ１、
前記補助磁極を構成する軟磁性材料の比透磁率をμｒ２と定義すると、
μｒ１＜μｒ２の関係を有する、請求項２に記載の固定子。
【請求項６】
前記主磁極を構成する軟磁性材料の比透磁率をμｒ１、
前記補助磁極を構成する軟磁性材料の比透磁率をμｒ２と定義すると、
μｒ１＜μｒ２の関係を有する、請求項３に記載の固定子。
【請求項７】
前記補助磁極は補助巻線で巻回されている、請求項１に記載の固定子。
【請求項８】
前記主磁極の前記巻線と前記補助巻線は、互いに異なる回路に接続可能である、請求項７に記載の固定子。
【請求項９】
前記補助磁極は、能動的可変磁束動作及び受動的可変磁束動作が可能である、請求項７に記載の固定子。
【請求項１０】
前記補助磁極は、回生動作が可能である、請求項７に記載の固定子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子及び可変磁束モータに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
モータの稼働中に界磁磁束量を変化させる可変磁束効果を備えた可変磁束モータが提案されている。例えば、特許文献１に、低負荷時と高負荷時での高効率化のため、回転子に永久磁石の磁束の一部を逃すバイパス路を設けた可変磁束モータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１７７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている可変磁束モータは、回転子にバイパス路を設けるが、モータの稼働中における回転子の遠心力強度を考慮する必要があることから、設計の自由度が制限される。そのため、固定子に可変磁束構造を備えた可変磁束モータが求められる。
【０００５】
本発明は、低負荷時と高負荷時での効率が高い、可変磁束構造を備えた固定子、及び当該固定子を備えた可変磁束モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る集中巻きの固定子は、
巻線で巻回されている複数の主磁極と、
複数の前記主磁極の間に設けられた補助磁極と、を備え、
高負荷時に前記補助磁極が磁気的に飽和することで、低負荷時よりも巻き線の鎖交磁束が増大する。
【０００７】
本発明の一側面に係る可変磁束モータは、
上記固定子と、回転子と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低負荷時と高負荷時での効率が高い、可変磁束構造を備えた固定子、及び当該固定子を備えた可変磁束モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
参考例に係るモータの回転軸線に直行する水平方向断面図である。
本実施形態に係るモータの回転軸線に直行する水平方向断面図である。
参考例に係るモータの効率マップである。
本実施形態に係るモータの効率マップである。
参考例に係るモータの磁束密度分布を示す図である。
本実施形態に係るモータの磁束密度分布を示す図である。
他の実施形態に係るモータの回転軸線に直行する水平方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
［参考例］
（【００１１】以降は省略されています）

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