(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子磁極鉄心の表面に永久磁石を有する回転電機において、該永久磁石を固定する磁石押さえを磁石間に配置し、該磁石押さえを軸にねじ締結し、この磁石押さえをアルミ製等からなるエンドリングで電気的接続したことを特徴とする永久磁石形回転電機。
【請求項２】
磁石押さえをアルミ製の押出型材で製作し、該磁石押さえを軸にねじ締結し、該磁石押さえと磁石を密着させた請求項１記載の永久磁石形回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁石形回転電機、特に回転子磁極表面に磁石を有する回転電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転子磁極表面に磁石を有する回転電機において、該磁石が遠心力により回転子から飛散しないように接着剤での固定とさらに別の方法で固定を行い、磁石固定に対する信頼性を向上させている。
この固定手段は、薄い非磁性の環を圧入し磁石を押さえる手段、非磁性の針金あるいはガラスバイドテープなどで縛りつける手段や、磁石間に磁石押さえをつけて磁石を押さえる手段などが一般的である。
【０００３】
一方、磁石形回転電機は分類上からは同期機の範疇になる。すなわち、回転子が定常状態で一定回転しているとき、固定子で作られる磁束は回転子との交鎖変化がない。しかしながら、回転子が定常回転していても電源に高調波成分があれば、その高調波磁束成分は回転子と鎖交変化を起こすことになり、うず電流を流す要因になる。さらに、負荷などの急変により回転速度が急変すれば、やはりその磁束成分は回転子と交鎖変化を起こし、うず電流を流す要因になる。
【０００４】
ここで、磁石がフェライトのような体積抵抗率が非常に高く、ほぼ絶縁物と同等である場合、前述のように回転子と交鎖変化する磁束があっても電流は流れることができない。すなわち、うず電流が流れないため、高調波を抑えるあるいは回転子の急峻な動きを抑制する働きはないことになり、高調波に対して弱い回転電機あるいは過渡応答特性の悪い回転電機ということが言える。
【０００５】
一方、Ｓｍ−Ｃｏ系またはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系などの希土類磁石の体積抵抗率は鉄と同程度であり、前述のように回転子と交鎖変化する磁束があれば磁石内にうず電流が流れることになる。この電流により高調波を抑えるあるいは回転子の急峻な動きを抑制する働きをすることになるが、うず電流によって磁石内にうず電流損が発生し磁石が加熱される。現在の磁石は２００℃程度で熱減磁するので、熱発生を抑制する工夫が必要となる。
希土類磁石の場合、フェライト磁石に比べればうず電流は流れやすいが、過渡応答特性からみるとうず電流回路のインピーダンスは高く、十分な性能であるとは言い難い。
【０００６】
図３はダンパー効果の違いによる過渡応答特性を比較したもので、（ａ）はダンパー効果の少ない場合、（ｂ）はダンパー効果の大きい場合を示している。両図とも横軸は時間、縦軸は負荷角で、ｔ＝０でステップ状の負荷を加えた時の時間経過に対する負荷角の動きを示したものである。なお、電源は商用電源であり、制御は全くされていない場合である。
このように、ダンパー効果の大小により負荷角の乱調の度合は相当変化し、ダンパー効果の大きい場合は乱調がすぐ収束することがわかる。フィードバック回路を持つ制御装置においても、回転電機自身の乱調に対する収束性はよいほうが制御し易いので、システム全体の安定性向上のためにもダンパー効果は重要なものになってくる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
回転電機の過渡応答特性を改善し、高調波を効果的に吸収するためには強力なダンパー効果が重要であり、インピーダンスの低いダンパー回路を構成することが必要となってくる。
本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、これらの欠点を解決する永久磁石形回転電機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するための手段は、
永久磁石の間に磁石押さえを配置した構造の回転電機において、その磁石押さえを良電性の材料とし、極数個配置された該磁石押さえの両端をエンドリングで短絡した構成とする。
磁石押さえは良電性の材料であるアルミ製の押出形材とし、ボルトでシャフトに締め付け、磁石を固定する。この磁石押さえをダンパー兼用としてエンドリングで短絡し、ダンパー回路を構成する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示した横側面図であり、図２はそのＡ−Ｏ−Ａ線断面図を示したものである。Ｎ極磁石１ａとＳ極磁石１ｂそれぞれ２個ずつ用いた４極機の例を示したのもであり、磁石押さえ２はボルト４で軸６に固定される。極間に配置される磁石押さえ２は固定子コイル（非図示）のほぼ全節巻に等しいピッチで配置されることになる。
図２に示されるようにエンドリング３は回転子の両端に配置され、ボルト５で磁石押さえ２に固定される。図２において、エンドリング３は磁石押さえ２にボルトで固定されているが、ろう付けまたは溶接などの方法でもよく、電気的、機械的に強固に接続されていればよい。また、磁石と磁石押さえは密着するように構成する。
【００１０】
磁石押さえ２とエンドリング３をアルミ製とし、それぞれを結合することによりちょうど誘導電動機のかご形巻線のような回路が形成される。磁石押さえ２は磁石を押さえる役目のほか、ダンパーの役目および磁石と密着することによって、磁石の固定位置の案内用の役目も持つことになる。磁石の円周方向の中心をｄ軸（直軸）とすると磁石押さえ２の位置はｑ軸（横軸）になる。すなわち、磁石押さえ２はｑ軸上にあり、そのピッチが固定子巻線の全節巻にほぼ等しいダンパー回路を形成することになる。
このダンパー回路のインピーダンスは磁石押さえ２とエンドリング３の断面積を適切な大きさにすれば小さくすることができ、効果が期待できる。
全節巻に近いダンパー回路は固定子巻線との漏れリアクタンスが小さく、密結合であるため、固定子巻線で作られる磁束はほとんどこのダンパー回路と鎖交することになる。
【００１１】
ダンパー回路と交鎖していても鎖交磁束に変化なければ、ダンパー回路に電流は流れない。ところが、負荷の急変などがあると交鎖磁束に変化が起こり、ダンパー回路に電流が流れ、その変化を抑える方向に作用する。また、電圧に高調波が含まれている場合も同じように高調波を抑える効果があり、高調波の次数によりその短節係数が異なってくるので、次数毎の効果は異なってくるが、大部分の高調波は吸収できるいえる。
磁石押さえと磁石を密着させることにより、磁石固定時の案内治具になり、磁石固定位置のばらつきの減少に効果が期待できる。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、磁石押さえをダンパー兼用とし、エンドリングによって低インピーダンスのダンパー回路を形成することにより、過渡応答特性が良く高調波に強い永久磁石形回転電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す横側面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ｏ−Ａ線断面図である。
【図３】図３はダンパー効果の過渡応答特性図である。
【符号の説明】
１ａ        永久磁石
１ｂ        永久磁石
２          磁石押さえ
３          エンドリング
４          磁石押さえ用ボルト
５          エンドリング取付け用ボルト
６          軸
【図１】
0003681842.tif 000002
【図２】
0003681842.tif 000003
【図３】
0003681842.tif 000004