旋转电机以及旋转电机系统技术方案

本发明专利技术提供一种能够谋求单侧通电时的转矩脉动的降低的旋转电机。本发明专利技术的马达(100)具备定子线圈(5)，所述定子线圈(5)由分别配置在N为≥2的整数的6N个齿上的集中式的绕组构成。并且，定子线圈(5)具有分别由3N个绕组构成的独立的第1绕组单元(51)及第2绕组单元(52)，构成第1绕组单元(51)的3N个绕组配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度间距设置的3个齿组(TG1～TG3)上，构成第2绕组单元(52)的3N个绕组被配置在6N个齿之中未包含在所述3个齿组(TG1～TG3)内的齿上。即，构成第2绕组单元(52)的3N个绕组被配置在以机械角度120度间距设置的3个齿组(TG4～TG6)上。

Rotary motor and rotary motor system

The invention provides a rotary motor capable of reducing the torque ripple when one side is energized. The motor (100) of the present invention has a stator coil (5), which is composed of a centralized winding disposed on an integer of 6N teeth with N equal to or greater than 2. Also, the stator coil (5) has an independent first winding unit (51) and a 2 winding unit (52) composed of 3N windings respectively, and the 3N winding of the first winding unit (51) is configured on the 3 tooth groups (TG1 to TG3) which contain the adjacent N teeth and are set at the 120 degree distance of the mechanical angle respectively, and constitute the 3N windings of the second winding unit (52). It is configured in 6N teeth and is not included in the teeth of the 3 tooth groups (TG1 to TG3). That is, the three N windings constituting the second winding unit (52) are configured on three gear groups (TG4-TG6) set at 120 degrees mechanical angle spacing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机以及旋转电机系统
本专利技术涉及一种旋转电机以及旋转电机系统。
技术介绍
作为具有双系统绕组的旋转电机，已知有专利文献1中记载那样的旋转电机。专利文献1记载的旋转电机设为从2个逆变器独立地对设置于旋转电机中的2个Y形接线供给驱动电流的构成，具有冗余性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2010-11688号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题不过，在以集中式的绕组来构成三相双Y形绕组时，在停止一逆变器而仅靠由另一逆变器驱动的三相绕组来进行马达驱动的状况、例如一逆变器发生故障的情况下，有可能发生绕组的磁不平衡，从而有转矩脉动增大之虞。解决问题的技术手段根据本专利技术的第1形态，一种旋转电机，其具备：定子铁心，其具有N为≥2的整数的6N个齿；以及定子绕组，其由分别配置在6N个所述齿上的集中式的绕组构成，所述定子绕组具有分别由3N个所述绕组构成的独立的第1三相绕组及第2三相绕组，构成所述第1三相绕组的3N个所述绕组被配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度的间距设置的3个齿组中，构成所述第2三相绕组的3N个所述绕组被配置在所述6N个齿之中未包含在所述3个齿组内的齿上。专利技术的效果根据本专利技术，能够谋求单侧通电时的转矩脉动的降低。附图说明图1为表示本专利技术的旋转电机的第1实施方式的图。图2为马达100的截面图。图3为表示配备马达100的旋转电机系统的一形态的框图。图4表示将第1绕组单元51及第2绕组单元52设为Δ形接线的情况。图5为表示第2实施方式中的旋转电机系统的图。图6为表示能够实现双系统绕组的集中绕法的组合的图。图7为表示以8极12槽构成的马达100的定子绕组的配置的图。图8为表示8极12槽的情况下的比较例的图。图9为表示8极12槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。图10为表示10极12槽构成的情况下的绕组配置的图。图11为表示10极12槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。图12为表示12极18槽构成的情况下的绕组配置的图。图13为表示12极18槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。图14为表示14极18槽构成的情况下的绕组配置的图。图15为表示14极18槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。图16为表示16极18槽构成的情况下的绕组配置的图。图17为表示16极18槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。具体实施方式下面，参考附图对用于实施本专利技术的方式进行说明。第1实施方式图1为表示本专利技术的旋转电机的一实施方式的图。图1展示了电动助力转向(以下简记作EPS)马达单元的马达部(以下记作马达100)。图2为马达100的截面图。EPS马达单元中，图1所示的马达100与未图示的控制单元以机电一体的方式构成。马达100在外壳2的内部收纳有马达构成零件。马达100的驱动力经由马达100的旋转轴即轴6上安装的带轮1而传递至未图示的电动助力转向系统的驱动部。在轴6上设置有构成转子的前转子铁心12和后转子铁心13。在前转子铁心12中安装有前磁铁12m，在后转子铁心13中安装有后磁铁13m。磁铁12m、13m的外周部被磁铁罩覆盖。轴6通过设置在外壳2上的前轴承7和设置在外壳2的右端的轴承壳9中的后轴承8而旋转自如地加以支承。轴承壳9通过斜面型挡圈10而固定在外壳2上。在设置于外壳2的内周部的定子铁心4上绕装有定子线圈5。如后文所述，定子线圈5由双系统的三相绕组构成。各三相绕组的输出端与固定在轴承壳9上的汇流条模塑体14的端子(未图示)电连接，并经由该端子与两组三相端子(20u1、20v1、20w1)、(20u2、20v2、20w2)电连接。一方的三相绕组与三相端子20u1、20v1、20w1连接在一起，另一三相绕组与三相端子20u2、20v2、20w2连接在一起。在轴后侧设置有检测马达100的磁极位置的磁极传感器3。与该磁极传感器3相对应，在对马达100进行驱动控制的控制单元侧设置有检测电路。图3为表示配备马达100的旋转电机系统的一形态的框图。在图3所示的例子中，旋转电机系统具备马达100和驱动马达100的驱动部200。如上所述，马达100的定子线圈5具备双系统的三相绕组，以下，将一方的三相绕组称为第1绕组单元51，将另一三相绕组称为第2绕组单元52。磁极传感器3检测转子101的磁极位置。转子101由图2所示的前转子铁心12、后转子铁心13、前磁铁12m、后磁铁13m构成。从逆变器31对第1绕组单元51供给电流，从逆变器32对第2绕组单元52供给电流。在图3所示的例子中，逆变器31、32从共通的DC电源30得到供电，但也可对逆变器31、32分别设置独立的DC电源。逆变器31、32根据来自设置于驱动部200的控制单元33的驱动指令而对绕组单元51、52供给电流。控制单元33根据从磁极传感器3输入的检测信息和安装在转向轴上的转矩传感器的检测值等来算出马达100的目标转矩。继而，控制单元33控制逆变器31、32以使得马达100的电流值变为与目标转矩相当的电流值。在图3所示的例子中，第1绕组单元51及第2绕组单元52的三相绕组是以Y形接线加以连接的，各自的中性点是电性绝缘的。如上所述，第1绕组单元51与第2绕组单元52电性分离，并且分别通过独立的逆变器31、32加以并联驱动。例如，在第1绕组单元51的U相绕组U1与第2绕组单元52的U相绕组U2在电性上没有相位差的情况下，逆变器31的U相电流与逆变器32的U相电流为同相。但是，因为存在由于槽配合而具有电性相位差的情况，所以在该情况下，需要进行各逆变器电流与绕组单元51、52的感应电压的相位一致的通电。图4展示了在图3中叙述过的内容中将第1绕组单元51及第2绕组单元52设为Δ形接线这一情况。在该情况下，与上述Y形接线的情况一样，对第1绕组单元51和第2绕组单元52通电的电流也需要变为与感应电压的相位相应的电流。该电流相位是根据磁极传感器3的信号来决定逆变器电流的相位。在本实施方式中，第1绕组单元51及第2绕组单元52是以集中式构成的。集中式是在1个齿上将线圈缠绕成环状的方式，通过极数与槽数(与齿的数量相等)的组合来改变相的配置。图6展示了能够实现双系统绕组的集中绕法的组合。EPS用马达100可以使用的极数根据逆变器31、32的PWM的频率和马达100的最高转速来加以决定，但通常而言，最大极数考虑16极左右。由此，作为齿的数量(槽数)，可以在18个的范围内进行选择。此外，在图6中，能够实现双系统绕组的组合是以6的整数倍来决定齿的数量。本实施方式提供一种即便在仅利用双系统绕组单元中的其中一个单元进行驱动的情况下也能将转矩脉动抑制得较小的绕组连接结构，该例子示于图9～17。再者，将转矩脉动比较容易增大的构成作为比较例而示于图8。图7展示了在图6所示的组合中以8极12槽构成的马达100的定子绕组的配置。齿的数量是与槽数相同的12。由于8极12槽构成为2对3系列的绕组，因此，每一齿的相位差以电角度计为120度。因此，作为三相绕组，U相、V相、W相重复4次，同相绕组为4个，因此，在构成双系统绕组的情况下，由2个绕组构成1个相。如图7所示，绕装在各齿上的集中的相绕组以逆时针旋转的方式按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机，其特征在于，具备：定子铁心，其具有N为≥2的整数的6N个齿；以及定子绕组，其由分别配置在6N个所述齿上的集中式的绕组构成，所述定子绕组具有分别由3N个所述绕组构成的独立的第1三相绕组及第2三相绕组，构成所述第1三相绕组的3N个所述绕组被配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度间距设置的3个齿组上，构成所述第2三相绕组的3N个所述绕组被配置在所述6N个齿之中未包含在所述3个齿组内的齿上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 JP 2015-2319171.一种旋转电机，其特征在于，具备：定子铁心，其具有N为≥2的整数的6N个齿；以及定子绕组，其由分别配置在6N个所述齿上的集中式的绕组构成，所述定子绕组具有分别由3N个所述绕组构成的独立的第1三相绕组及第2三相绕组，构成所述第1三相绕组的3N个所述绕组被配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度间距设置的3个齿组上，构成所述第2三相绕组的3N个所述绕组被配置在所述6N个齿之中未包含在所述3个齿组内的齿上。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，旋转电机的构成为8极12槽构成、16极12槽构成、10极12槽构成、14极12槽构成、12极18槽构成、14极18槽构成以及16极18槽构成中的任一种。3.一种旋转电机系统，其特征在于，具备：根据权利要求1或2所述的旋转电机；第1逆变器，其与所述第1三相绕组连接；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泽宏至，中山贤治，原秀幸，
申请(专利权)人：日立汽车系统工程株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP