3相永磁铁电动机制造技术

本发明专利技术提供一种具有电动机布线用汇流条的电动机。具有由多个圆环状的环形导体和配置在所述环形导体上的多个端子构成的电动机布线用汇流条，该多个圆环状的环形导体用于将具有把缠绕有导线的多个定子铁芯配置于车轮状底座上的定子的电动机的所述导线相互连接或者把所述导线与电源线连接，使所述环形导体的直径各不相同，并且把所述环形导体配置在同一圆心上、且在同一平面上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动机、电动机的制造方法及电动机的驱动控制装置。尤其是涉及具有用于电气连接缠绕在定子铁芯的导线的电动机布线用汇流条的电动机及其制造方法；要求低转距、低转距脉动和小型高输出功率，且具有矩形波驱动的分布绕组定子的永磁铁电动机，另外还涉及无电动机死锁且实现了小型化、低转距脉动、低成本化的电动助力转向装置的无刷DC(直流)电动机；以及在低转距负载时，在实现高转速的同时减少了转距脉动的无刷电动机的驱动控制装置。
技术介绍
以往，为了提高装配效率，对缠绕在电动机定子铁芯上的导线(以下称为“绕组”)采用汇流条进行连接。例如特开2001-103700号公报和特开2001-86695号公报记载有，汇流条由于接线效率高而被使用，以及通过冲压铜板来制造汇流条的作为汇流条制造方法等。下面，结合图1和图2，对现有技术的电动机布线用汇流条(以下简称为“汇流条”)进行说明。图1是无刷直流电动机的机械结构图，图2是其电路图。首先说明机械结构。在图1中，定子1000例如由与U相、V相、W相对应的定子铁芯51-U、51-V、51-W、52-U、52-V、52-W和缠绕在其铁芯上的绕组101-U、101-V、101-W、102-U、102-V、102-W构成。然后说明各绕组的接线。例如，在U相的情况下，绕组101-U、102-U的一端连接于环状的U相汇流条1-U，另一端连接于环状的N相汇流条1-N。然后，V相的接线是，绕组101-V、102-V的一端连接于环状的V相汇流条1-V，绕组的另一端连接于环状的N相汇流条1-N。W相的绕组也是以同样的方式连接。并且，图1所示的绕组和汇流条的连接状态，是电连接的状态，但具体的连接一般不是使用电线而是通过嵌合汇流条和绕组等来实现。这样，由于环状的汇流条与利用电线进行接线相比更容易进行绕组的接线，所以有利于提高装配效率。下面，结合图2说明电气连接关系。利用电源DC和由开关SU、SV、SW、SX、SY、SZ等构成的逆变器产生3相电流，经由电源线YU、YV、YW向定子1000的绕组101-U、101-V、101-W、102-U、102-V、102-W供电。该例中，绕组为“Y”型连接，所以各绕组的一端对应各相而分别连接到U、V、W各相的汇流条1-U、1-V、1-W，各绕组的另一端全都接线到中性点用汇流条1-N。对具有所述机械及电气结构的电动机的动作进行简单的说明。通过直流电源和由各个开关构成的逆变器，3相电流被供给给电动机的各个绕组。其供给路径经由电源线YU、YV、YW和各汇流条，然后供给到各绕组。这里以U相为例进行详细说明。首先U相电流通过电源线YU流入汇流条1-U的端子33-U，经过U相环形导体2-U从端子31-U向绕组101-U，或者从端子32-U向绕组102-U供给。然后，流入绕组101-U、102-U的电流流入汇流条1-N，然后从汇流条1-N的各端子流入V相绕组101-V、102-V和W相绕组101-W、102-W。绕组101-V、102-V的电流从汇流条1-V的端子31-V、32-V在汇流条1-V汇流，从端子33-V经由电源线YV回到直流电源。W相绕组电流也同样经由汇流条1-W回到直流电源。这样，通过流经U、V、W相绕组的3相电流产生旋转磁场，使转子(未图示)旋转，使电动机动作。如上面所说明的那样，从各绕组电流在汇流条汇流并流入或者流出，可以理解，汇流条是非常重要的电流汇流部件。可是，利用了环状汇流条的现有技术的电动机，存在着其结构不适于小型化的问题。即如图3所示，由于叠层使用环状汇流条1-U、1-V、1-W、1-N、厚度达到汇流条厚度的四倍(即U、V、W、N相的四个汇流条)，所以存在难以实现电动机的小型化的问题。还有，现在制造具有该环状汇流条的电动机的方法也有问题。现有技术的环状导体的制造方法，是采用冲压部材的方法进行制造，所以存着在被冲压部材的剩余部材成为废料的问题。本专利技术为解决上述问题而提出。本专利技术的第一目的，是提供具有适合小型化的电动机布线用汇流条的电动机，和不浪费材料的经济的具有电动机布线用汇流条的电动机的制造方法。另外，在现有技术的矩形波驱动(120度通电方式)的永磁铁电动机中，被要求低的转距脉动时，作为绕组采用的是分布绕组。此时，根据具有分布绕组的电动机的可取出极数2p与槽数S的关系，把m设为电动机的相数，则下式(1)成立。S/2pm＝整数…(1)并且，由于齿槽转矩与极数2p和槽数S的最小公倍数成反比，因而存在着齿槽转矩很大的问题。为了解决这些问题，例如有特开平10-126982号公报记载的永磁铁电动机。该永磁铁电动机，通过与等间隔配置了定子槽开口的中心的位置错开来配置T型铁，实现了齿槽转距的降低。如更详细地说明的话，则是所述的永磁铁电动机由圆环状的永磁铁形成M个(M为偶数)磁极，形成转子，与永磁铁相对的T个T型铁的位置间隔不均匀，在T型铁和T型铁之间的绕组用沟(槽)上缠绕绕组，T型铁与底座连接形成定子。并且，在令永磁铁的个数M和T型铁的最小公倍数为C，N为从1到T/2的整数时，使定子的槽开口中心，从T等分的等间隔配置的位置偏移±N×180/{C(T/2+1)}。可是，所述特开平10-126982号公报公开的永磁铁电动机，由于其各绕组的感应电压的相位错开，线间感应电压波形的高频成分被除去。即对永磁铁电动机进行矩形波驱动时，存在转距脉动变大的问题。本专利技术考虑到上述情况而提出，本专利技术的第2目的是提供一种能够实现低齿槽转距、低转距脉动及小型化且高输出功率，并且采用矩形波驱动的具有分布绕组定子的永磁铁电动机。一方面，以电动机的旋转力对汽车的转向装置提供载荷助力的电动助力转向装置，电动机的驱动力经由减速器通过齿轮或者传送带等传送机构，向操纵轴或者机架轴施加载荷助力。下面，结合图4简单地说明这样的电动助力转向装置。方向盘101的轴102通过减速齿轮103、万向接头104a和104b、副齿轮机架机构105结合到拉杆106。在轴102上设有检测方向盘101的转向转距的转距传感器107，对方向盘101的转向力提供助力的电动机108经由减速齿轮103连接到轴102。这里重要的是，作为使用在电动助力转向装置这样的致关安全的重要部件中的电动机108，要求其具有极高的可靠性。可是，在现实的电动机108中会发生一些故障，例如，当电动机是无刷直流电动机时，如果在转子和定子之间夹有碎片，则会导致电动机被死锁。这里，结合图5说明电动机死锁的原理。图5(A)是表示无刷直流电动机的结构的纵剖面图，图5(B)表示其剖面图。无刷直流电动机由外周安装有永磁铁9-1的转子9和缠绕有绕组的定子10构成。定子10由多个T型铁11形成的定子铁芯12和缠绕在形成于T型铁11间的槽13中的绕组14构成。一般是，在无刷直流电动机中，由于使用烧结在转子侧的永磁铁，所以为了在即使永磁铁因外部冲击而产生碎片的情况下也不死锁，而使用非磁金属等来覆盖永磁铁。一方面，在定子侧，为了在定子上缠绕绕组14，在相邻的T型铁11之间形成有开口部。当从该开口部到转子9和T型铁11之间有碎片50、例如绝缘体的碎片、用于固定绕组的清漆等的碎片进入时，转子有可能会死锁。作为防止电动机死锁的方法的例子，有采用分离铁芯，使T型铁在内周侧与邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电动机布线用汇流条的电动机，具有由多个圆环状的环形导体和配置在所述环形导体上的多个端子构成的电动机布线用汇流条，该多个圆环状的环形导体用于将具有把缠绕有导线的多个定子铁芯配置于车轮状底座上的定子的电动机的所述导线相互连接或者把所述导线与电源线连接，其特征在于，使所述环形导体的直径各不相同，并且把所述环形导体配置在同一圆心上、且在同一平面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中山幸雄，和田胜，渡边良行，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]