变极型旋转电机以及变极型旋转电机的驱动方法技术

得到一种无需使用绕组切换机构而在高极时也具有优良的转矩对电流特性的变极型旋转电机以及变极型旋转电机的驱动方法。变极型旋转电机具有：旋转电机，构成为具备在机械角方向上等间隔地配置有定子槽的定子、和通过在收纳于定子槽的定子线圈中流过的电流所产生的磁动势而旋转的转子；n组逆变器，对定子线圈供给m相电流；以及控制部，控制n组逆变器，在高极驱动时和低极驱动时切换极数，其中，控制部对在定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制，以使n组逆变器可控制的每1极对的电流相位的数量即电流相位自由度在高极驱动时成为组数n×相数m/2，在低极驱动时成为组数n×相数m，其中，组数n是4的倍数，相数m是与组数n互质的3以上的自然数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变极型旋转电机以及变极型旋转电机的驱动方法
本专利技术涉及为了在宽的转速范围中确保高转矩性、高输出性而切换极数进行驱动的变极型旋转电机以及变极型旋转电机的驱动方法。
技术介绍
作为在电动汽车、混合动力车等中使用的旋转电机，已知为了在宽的转速范围中确保高转矩性、高输出性而切换极数进行驱动的变极型旋转电机。作为这样的以往的变极型旋转电机，有如下例子：对3相线圈进行2等分，在各线圈的除接线部以外的端部设置端子，将2等分的线圈针对每个相形成为3相4极(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，在2极驱动的情况下，将各槽的励磁线圈串联地进行连接，在4极驱动的情况下，使2等分的励磁线圈内的外部线圈的连接反转，并且切换2相的励磁线圈的电源连接。另外，作为另一以往的变极型旋转电机，有如下例子：将6个线圈每隔60°地进行配置，并且将相互相对的线圈彼此连接成使极性相同而构成为1相的绕组(例如参照专利文献2)。在专利文献2中，通过切换对这样构成的3组的三相绕组施加的电源电压的相序，进行旋转电机的极数变换。现有技术文献专利文献1：日本特开平10-98859号公报专利文献2：日本特开平11-18382号公报
技术实现思路
然而，在以往技术中存在如下的课题。在专利文献1的变极型旋转电机中，需要变极用的绕组切换机构，所以部件件数增加而导致变极型旋转电机的成本变高。另外，在专利文献2中，在每1极对的定子槽中使用的电流相位的数量即电流相位自由度在高极(highpolarity)时成为3，所以绕组系数减少而导致高极时的转矩对电流特性(torque-currentcharacteristic)降低。本专利技术是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种无需使用绕组切换机构而在高极时也具有优良的转矩对电流特性的变极型旋转电机以及变极型旋转电机的驱动方法。本专利技术的变极型旋转电机具有：旋转电机，构成为具备定子和转子，定子在机械角方向上等间隔地配置有定子槽，转子通过在收纳于定子槽的定子线圈中流过的电流所产生的磁动势而旋转；n组逆变器，对定子线圈供给m相电流；以及控制部，控制n组逆变器，每个定子槽的磁动势分别被等间隔地配置，在高极驱动时和低极驱动时切换极数，其中，控制部对在定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制，以使n组逆变器能够控制的每1极对的电流相位的数量即电流相位自由度在高极驱动时成为组数n×相数m/2，在低极驱动时成为组数n×相数m，其中，组数n是4的倍数，相数m是与组数n互质的3以上的自然数。另外，在本专利技术的变极型旋转电机的驱动方法中，变极型旋转电机具有：旋转电机，构成为具备定子和转子，定子在机械角方向上等间隔地配置有定子槽，转子通过在收纳于定子槽的定子线圈中流过的电流所产生的磁动势而旋转；n组逆变器，对定子线圈供给m相电流；以及控制部，控制n组逆变器，每个定子槽的磁动势分别被等间隔地配置，在高极驱动时和低极驱动时切换极数，变极型旋转电机的驱动方法具有电流供给步骤，在该电流供给步骤中控制部通过n组逆变器对定子线圈供给m相电流，其中，在电流供给步骤中，在低极驱动时，对在定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制，以使n组逆变器能够控制的每1极对的电流相位的数量即电流相位自由度成为组数n×相数m，其中，组数n是4的倍数，相数m是与组数n互质的3以上的自然数，在高极驱动时，对在定子线圈中流过的电流的电流相位进行切换，以使电流相位自由度成为组数n×相数m/2。在本专利技术中，对在定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制，以使n组逆变器能够控制的每1极对的电流相位的数量即电流相位自由度在高极时成为组数n×相数m/2，在低极时成为组数n×相数m，其中，组数n是4的倍数，相数m是与组数n互质的3以上的自然数。其结果，能够得到无需使用绕组切换机构而在高极时也具有优良的转矩对电流特性的变极型旋转电机以及变极型旋转电机的驱动方法。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的旋转电机的剖面图。图2是示出本专利技术的实施方式1的变极型旋转电机中的旋转电机和逆变器的连接的概要图。图3是示出本专利技术的实施方式1的变极型旋转电机中的定子线圈的电流相位配置的示意图。图4是示出本专利技术的实施方式1的变极型旋转电机中的磁动势波形的示意图。图5是示出本专利技术的实施方式2的变极型旋转电机中的旋转电机和逆变器的连接的概要图。图6是示出本专利技术的实施方式2的变极型旋转电机中的定子线圈的电流相位配置的示意图。图7是示出本专利技术的实施方式2的变极型旋转电机中的磁动势波形的示意图。图8是示出本专利技术的实施方式3的变极型旋转电机中的定子线圈的电流相位配置的示意图。图9是示出本专利技术的实施方式3的变极型旋转电机中的磁动势波形的示意图。图10是示出本专利技术的实施方式4的变极型旋转电机中的旋转电机和逆变器的连接的概要图。图11是示出本专利技术的实施方式4的变极型旋转电机中的定子线圈的电流相位配置的示意图。图12是示出本专利技术的实施方式4的变极型旋转电机中的磁动势波形的示意图。具体实施方式以下，使用附图，说明本专利技术中的变极型旋转电机以及变极型旋转电机的驱动方法的优选的实施方式。此外，在各图中，对相同或者相当的部分附加同一符号来说明。实施方式1.首先，说明本实施方式1中的变极型旋转电机的结构。图1是本专利技术的实施方式1的旋转电机1的剖面图。旋转电机1构成为具备定子6以及转子10。此外，在图1中，示出了旋转电机1是感应电机的例子，但旋转电机1不限定于感应电机。例如，也可以是永磁型同步旋转设备或者励磁绕组型同步旋转设备。图1所示的旋转电机1的定子6呈圆筒形，在定子6的内周，在机械角方向上等间隔地配置有用槽编号#1～#48识别的48个定子槽8。另外，在定子槽8中收纳有定子线圈9。在相邻的定子槽8之间形成有定子齿7。图1所示的旋转电机1的转子10呈圆柱形，构成为具备转子铁芯11。转子10在定子6的内侧以通过轴孔14的轴为旋转轴，利用在定子线圈9中流过的电流所产生的磁动势而旋转。在转子10的外周，在机械角方向上等间隔地配置转子槽12，并且在转子槽12中收纳次级导体(secondaryconductor)13。在定子6与转子10之间存在旋转空隙15。通过未图示的由n组构成的m相逆变器来驱动旋转电机1。图2是示出本专利技术的实施方式1的变极型旋转电机中的旋转电机1和逆变器21～24的连接的概要图。本实施方式1的变极型旋转电机构成为具备旋转电机1、逆变器21～24以及逆变器21～24的控制部3。由4个组构成的3相逆变器21～24对旋转电机1的对应的定子线圈9供给电流。另外，由控制部3控制逆变器21～24。本实施方式1的旋转电机1的定子线圈9如图2所示具有4组×3相＝12的导出口(lead-outport)，从4组3相的逆变器21～24分别被供给对应的组以及相(以下称为“电流相位”)的电流。即，定子线圈9的第1组(a1、b1、c1)与逆变器21连接，第2组(a2、b2、c2)与逆变器22连接，第3组(a3、b3、c3)与逆变器23连接，第4组(a4、b4、c4)与逆变器24连接。在此，a1、b1、c1、a2、b2、c2、a3、b3、c3、a4、b4、c4是表示从逆变器向马达的输出线的种类的输出线符号。另外，第1组(a1、b1、c1)的相邻的电流相位相互具有360本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变极型旋转电机，具有：旋转电机，构成为具备定子和转子，所述定子在机械角方向上等间隔地配置有定子槽，所述转子通过在收纳于所述定子槽的定子线圈中流过的电流所产生的磁动势而旋转；n组逆变器，对所述定子线圈供给m相电流；以及控制部，控制所述n组逆变器，每个所述定子槽的所述磁动势分别被等间隔地配置，在高极驱动时和低极驱动时切换极数，其中，所述控制部对在所述定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制，以使所述n组逆变器能够控制的每1极对的电流相位的数量即电流相位自由度在所述高极驱动时成为组数n×相数m/2，在所述低极驱动时成为组数n×相数m，其中，组数n是4的倍数，相数m是与组数n互质的3以上的自然数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.16 JP 2015-0069291.一种变极型旋转电机，具有：旋转电机，构成为具备定子和转子，所述定子在机械角方向上等间隔地配置有定子槽，所述转子通过在收纳于所述定子槽的定子线圈中流过的电流所产生的磁动势而旋转；n组逆变器，对所述定子线圈供给m相电流；以及控制部，控制所述n组逆变器，每个所述定子槽的所述磁动势分别被等间隔地配置，在高极驱动时和低极驱动时切换极数，其中，所述控制部对在所述定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制，以使所述n组逆变器能够控制的每1极对的电流相位的数量即电流相位自由度在所述高极驱动时成为组数n×相数m/2，在所述低极驱动时成为组数n×相数m，其中，组数n是4的倍数，相数m是与组数n互质的3以上的自然数。2.根据权利要求1所述的变极型旋转电机，其中，所述控制部对在所述定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制以使得：所述高极驱动时的极数成为所述低极驱动时的极数的2倍；在每1极对的所述定子槽中使用的不同的电流相位的数量在所述高极驱动时成为组数n×相数m/2，在所述低极驱动时成为组数n×相数m。3.根据权利要求1所述的变极型旋转电机，其中，所述控制部对在所述定子线圈中流过的电流的电流相位进行控制以使得：所述高极驱动时的极数成为所述低极驱动时的极数的2倍，在每1极对的所述定子槽中使用的不同的电流相位的数量在所述高极驱动时和所述低极驱动时相等而成为组数n×相数m/2。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：日高勇气，小松大河，有田秀哲，大穀晃裕，枦山盛幸，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP