本发明专利技术，在使用压粉磁心构成磁极爪的多相爪极型电动机中，建立一种减小齿槽转距的电动机结构及其减小方法。本发明专利技术为了减小由于组装误差产生的齿槽转距，通过在组装后，一边测量由于该误差导致的齿槽转距一边变化并调整组装状态，使得由误差导致的齿槽转距最小。特别是，形成可以调整最构成误差原因的相间的位置关系的电动机构造，形成可在组装后改变其位置关系的电动机构造。具体地说，在相的邻接面上，设置可保持同轴且绕轴滑动的表面。作为多相电动机，可以在组装后将其相独立地绕轴旋转。一边测量多相电动机的齿槽转距，以一相的位置为基准使一相或多相旋转，搜索齿槽转距达到最小的位置关系，在达到最小的位置关系固定其位置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业、家电、汽车领域中使用的多相爪极型旋转电机的结构。
技术介绍
电动机作为将工业、家电、汽车领域的电能变换为机械输出的驱动设 备所使用。爪极型电动机，由于其廉价的结构和驱动电路简单性等，被用于OA设备、汽车设备等中，通常如特开平7—227075号公报记载的那样， 构成为两相步进电动机。根据用途，电动机的形式分为单相，两相，三相 使用。其中三相电动机的控制性良好，具有可以通过少量的晶体管驱动的 优点。通常，如特开平7—227075号公报中示出的那样，这种爪极型电动机 构成为，定子芯的材料是SPCC等轧制钢板，通过弯折构成爪磁极部分， 利用该芯夹住缠绕成圆筒状的线圈。但是，该结构由于使用磁特性不佳的SPCC，所以具有在芯中产生的 铁损大的问题。此外，由于弯折SPCC，在芯弯折的部分产生残留应力， 并且由于偏斜将会引起磁特性的进一步劣化。特别是由于该弯曲部是磁通 集中的部分，所以成为铁损产生量大，效率较差的电动机。此外，通过弯 曲而塑性加工的内径侧的磁极芯是悬臂结构，所以圆度非常差。为此，由 于圆度的影响，具有齿槽转距(coggingtorque)大的问题，所以现实中被 用于不太要求效率、转距脉动、振动、噪音等的用途。专利文献1特开平7—227075号公报
技术实现思路
要解决的课题是，在使用压粉磁心构成磁极爪的多相爪极型电动机 中，实现降低齿槽转距的电动机结构及其降低方法。由于爪极型电动机是 每相定子独立的结构，所以由于电动机的组装误差等，其独立的相的位置 关系会变化。如果是三相电动机，必须是逐一错开120。电角的结构，但是 由于上述的组装时的误差，该位置关系产生微小地变化，并产生由该误差 导致的齿槽转距。由该误差导致的齿槽转距与原来设计决定的齿槽转距相 比，特征是周期大，绝对值大到几倍至几十倍。齿槽转距产生电动机旋转 时的转距波动和旋转的滑动，是振动、噪音的原因。因此，由于在精密机 器、家电、汽车等电动机适用的全部领域，齿槽转距是重要的特性，因此 期望其降低。本专利技术为了降低多相爪极型电动机等的由于旋转电机组装误差导致 的齿槽转距，通过在组装后一边测量由该误差导致的齿槽转距， 一边变化 并调整组装状态，使由误差导致的齿槽转距最小。特别是，形成可以调整 最为误差原因的相间的位置关系的旋转电机结构，成为可以在组装后调整 多个相的定子单元的相的位置关系的电动机结构。具体来说，在多个相的 定子单元的芯组块彼此的相邻面，设置可以将定子单元(定子芯组块)彼 此同轴保持并且同时相对独立旋转的结构，在旋转电机组装后，可以调整 定子单元的相的位置关系。此外，作为与上述相关的专利技术，提出了多相爪 极型旋转电机的齿槽转距的调整系统。该调整系统通过一边测量多相旋转 电机的齿槽转距， 一边以一相的位置作为基准使其它一相或多相旋转，来 探测齿槽转距达到最小的定子单元的相的位置关系，并在达到最小的位置 关系之处的位置固定多相定子单元。本专利技术的多相爪极型电动机的转距脉动小，可以平滑地旋转。附图说明图1是表示本专利技术的多相爪极型电动机的结构的剖面图和芯侧视图以 及各相剖面图的一个例子。图2表示本专利技术的爪极型电动机FEM解析用网孔模型以及使用该模 型进行齿槽转距解析的结果的图的一个例子。图3是表示本专利技术的爪极型电动机的B相和C相之间的位置关系存在误差的情况下的电动机芯位置关系的侧视图以及该情况下的FEM解析的齿槽转距计算结果的图的一个例子。图4是说明本专利技术的多相爪极型电动机的齿槽转距调整系统的结构图 的一个例子。图5是说明本专利技术的多相爪极型电动机的齿槽转距调整系统中探索最 佳点的方法的图的一个例子。图6是说明为了调整本专利技术的多相爪极型电动机的齿槽转距所必需的 电动机结构的细节的图的一个例子。图7是表示将本专利技术的多相爪极型结构用作电动机和发电机情况下的 系统结构的一个例子的图。图8是说明将本专利技术的多相爪极型结构用作电动机和发电机情况下在 限制电压以内调整电压的方法的图的一个例子。图中l一轴、2 —转子、3 —转子芯、4 —转子磁体、5 —定子、6 —定 子芯、8 —轴承、13_线圈、14一耦合器、15—转距测量器、16—DC无芯 齿轮电动机、17 —系统控制装置、18—电动机控制装置、19一齿轮驱动用 电动机、20 —齿轮、21 —同步皮带、24—凹窝部、25 —滑动材料膜、26— 旋转力传送用D切部、27 —固定用(粘接、焊接用)沟槽、28 —发动机等 驱动装置、29 —发电控制装置。具体实施例方式本专利技术的主要要点是在组装多相爪极型旋转电机后，设置在圆周方 向调整多相定子单元位置的机构，以及该位置调整可以边测量齿槽转距边 进行改变。此外具有如下特征的结构该旋转电机在调整定子芯的相位位 置关系后，该位置关系可以由固定装置固定。实施例1在图1中通过侧视图和剖面图示出了极数为16极的3相爪极型电动机的结构。在(a)图中示出了电动机的剖面结构。该实施例的转子2的 结构是环形磁体结构，通过粘接等方法将在圆筒状转子芯3施加了 16极 的磁化得到的环状磁体4固定在轴1上。该转子2，是保持为可通过轴向 两端保持在壳体7的轴承8A， 8B旋转的结构。定子5保持在壳体7上，其内径侧的表面与转子2的外径侧的表面隔着间隙地相对。该电动机的定 子5，是各相定子单元(定子芯)6U， 6V， 6W对每一相独立的结构，在 轴向配置A相定子单元6U， B相定子单元6V， C相定子单元6W从而构 成3相电动机。在图l (b)中通过侧视图示出了定子5侧的结构。按照A相、B相、 C相的顺序配置在轴向的定子单元(定子芯)6U， 6V， 6W，配置为其旋 转方向位置彼此各相差电角120。。在本实施例的16极电动机中，电角120 。为机械角度15°,成为A相，B相，C相彼此相差15。的形式。图1 (c) (e)表示图1 (a)的A—A线、B—B线、C一C线的剖面。当使转子2 的磁体4的极的圆周方向位置定位在如图所示的位置时，从A—A线到C 一C线的各个剖面中的转子磁体的极的位置相同。在A—A线剖面，A相 的定子单元(定子芯)6U的爪磁极中心与转子磁体4的极中心一致。在B 一B线剖面，B相定子单元(定子芯)6V的爪磁极的位置位于从A相错 开15°的位置。在C一C线剖面，构成C相定子单元(定子芯)6W的爪 磁极的位置位于从A相错开30°的位置，形成如上位置关系。该爪极型电动机的一相份的齿槽转距，由转子2的磁通势的大小、定 子5 (定子单元6)的爪磁极的形状决定，在设计时在某种程度上可以掌 握。从图2 (a)到(d)，示出了使用FEM (电磁场解析)计算爪极型电 动机的齿槽转距的例子。图2 (a)表示定子单元6的一相份的爪磁极的形 状、 一相份的其芯形状、以及与此相对置的转子磁体4的一部分，且表示 24极爪极型电动机电角一周期份(机械角度30。)的FEM网孔模型。在 图2 (b)中示出了使用该网孔模型，以磁体、爪磁极的磁特性为输入条件 计算电动机的齿槽转距的结果。如该图所示，可知当使转子磁体从0°起旋 转到30°时，因转子2的磁体极和定子5的爪磁极的关系空隙磁通密度发 生变化，从而产生两个周期正弦波形状的转距。在该一相中产生的齿槽转 距，在哪一相中都产生同样的齿槽转距。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多相爪极型旋转电机，其包括在旋转电机的轴向上对每相配置的两相以上的定子单元，各定子单元由一对互补型的爪极芯组块、和嵌入该芯组块的环形定子线圈构成，其特征在于：上述多个定子单元，具有在旋转电机组装后、固定前彼此独立，且可以一边保持定子单元的同心度一边旋转地调整这些定子单元的相位关系的结构。
【技术特征摘要】
JP 2006-6-16 2006-1668081.一种多相爪极型旋转电机，其包括在旋转电机的轴向上对每相配置的两相以上的定子单元，各定子单元由一对互补型的爪极芯组块、和嵌入该芯组块的环形定子线圈构成，其特征在于上述多个定子单元，具有在旋转电机组装后、固定前彼此独立，且可以一边保持定子单元的同心度一边旋转地调整这些定子单元的相位关系的结构。2. 根据权利要求l所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 上述定子单元为了保持同心度，通过各个凹窝耦合彼此配合。3. 根据权利要求2所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 上述定子单元的组合体，在该组合体的两端位置通过端部支架并借助于凹部耦合而被保持，使得定子单元的位置可在组装后从外部对每一相旋 转调整。4. 根据权利要求l所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 包括用于使上述定子单元的各个芯组块的轴向邻接面的一方或双方更好地滑动的物质。5. 根据权利要求4所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 上述物质，是聚四氟乙烯，镍，铜。6. 根据权利要求4所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 将上述物质通过涂覆、涂饰、蒸镀来形成。7. 根据权利要求l所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 在上述定子单元的芯组块间具有相间板。8. 根据权利要求7所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 上述相间板，由滑动性好的有机材料或金属材料构成。9. 根据权利要求l所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 在上述定子的邻接的芯组块间的接缝附近的外周，包括用于固定定子单元的切口槽。10. 根据权利要求1所述的多相爪极型旋转电机，其特征在于 上述芯组块，具有通过从外部对上述芯组块施加用于使其旋转的旋转 力的工具，可容易地保持芯组块的形状。11. 一种多相爪极型旋转电机的齿槽转距调整系统，其特征在于，具有多相爪极型旋转电机，其包括在旋转电机的轴向上对每一相配置的两 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：榎本裕治，伊藤元哉，正木良三，大岩昭二，石原千生，
申请(专利权)人：日本电产伺服有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]
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