CN105993113A - 电动机、电动动力转向装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动机具有环状的定子铁芯，该定子铁芯具有在背轭的内周面沿周向排列配置的多个齿。电动机包括：第一线圈组，其由多个第一线圈构成，并且沿周向等间隔地配置有3n个（n为自然数），所述多个第一线圈以集中绕组方式卷绕于相邻排列的多个齿中的各齿，由第一逆变器进行励磁；以及第二线圈组，其由多个第二线圈构成，并且沿周向等间隔地配置有3n个，所述多个第二线圈以集中绕组方式卷绕于在不同于以集中绕组方式卷绕有第一线圈的齿的位置上相邻排列的多个齿中的各齿，由第二逆变器进行励磁。

Description

电动机、电动动力转向装置和车辆
技术领域
本发明涉及一种电动机、电动动力转向装置和车辆。
背景技术
已知有如下转向装置用电动机：定子线圈被分成两个***，即使其中一个***发生故障也能够用剩余的一个***使转子旋转。例如在专利文献1中记载了构成定子的多个磁极体被分成作为***A的组和作为***B的组这两个组的转向装置用电动机。在专利文献1中，***A具有：***A－1，其包括彼此连续排列的多个磁极体；以及***A－2，其包括以在直径方向上与属于***A－1的磁极体相向对置的状态排列的多个磁极体。关于***B也同样如此。
专利文献1：日本特开2007－331639号公报
发明内容
记载在专利文献1中的转向装置用电动机，当两个组中的作为***B的组发生故障时，则仅由作为***A的组驱动电动机。然而，由于***A－1和***A－2在直径方向上相向地配置，所以产生转矩的位置在周向上会有很大的偏差。因此，两组中的其中一组发生故障，转矩脉动就有可能增大。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电动机、电动动力转向装置和车辆，即使仅由彼此独立地被励磁的两个线圈***中的一个***进行驱动，也能够抑制转矩脉动的增大。
为了解决上述问题、实现发明目的，本发明提供一种电动机，其具有：定子铁芯，其呈环状，具有环状的背轭和在上述背轭的内周面沿周向排列配置的多个齿；第一线圈组，其由多个第一线圈构成，并且沿上述定子铁芯的周向等间隔地配置有3n个，上述多个第一线圈以集中绕组方式卷绕于相邻排列的上述多个齿中的各齿，由生成包含第一U相、第一V相和第一W相的三相交流的第一逆变器进行励磁；以及第二线圈组，其由多个第二线圈构成，并且沿上述定子铁芯的周向等间隔地配置有3n个，上述多个第二线圈以集中绕组方式卷绕于在不同于以集中绕组方式卷绕有上述第一线圈的上述齿的位置上相邻排列的上述多个齿中的各齿，由生成包含第二U相、第二V相和第二W相的三相交流的第二逆变器进行励磁，其中，n为自然数。
采用上述结构，与第一线圈组沿周向等间隔地配置有两个的情况相比，第一线圈组之间的周向距离减小。因此，即使在不向第二线圈供给电流的情况下，第一线圈产生转矩的位置在周向上的偏差也减小。由此，本发明涉及的电动机即使仅由彼此独立地被励磁的两个线圈***中的一个***来驱动，也能够抑制转矩脉动的增大。
作为本发明的优选方式，优选上述多个第一线圈包括：多个第一U相线圈，其由上述第一U相电流进行励磁；多个第一V相线圈，其由上述第一V相电流进行励磁；以及多个第一W相线圈，其由上述第一W相电流进行励磁，上述多个第二线圈包括：多个第二U相线圈，其由上述第二U相电流进行励磁；多个第二V相线圈，其由上述第二V相电流进行励磁；以及多个第二W相线圈，其由上述第二W相电流进行励磁，上述3n个第一线圈组由下述线圈组构成：第一UV线圈组，其包含上述第一U相线圈和上述第一V相线圈；第一VW线圈组，其包含上述第一V相线圈和上述第一W相线圈；以及第一UW线圈组，其包含上述第一U相线圈和上述第一W相线圈，上述3n个第二线圈组由下述线圈组构成：第二UV线圈组，其包含上述第二U相线圈和上述第二V相线圈；第二VW线圈组，其包含上述第二V相线圈和上述第二W相线圈；以及第二UW线圈组，其包含上述第二U相线圈和上述第二W相线圈。
采用上述结构，由同相电流进行励磁的两个第一线圈不属于同一个第一线圈组，由同相电流进行励磁的两个第二线圈也不属于同一个第二线圈组。因此，转矩的产生位置在周向上容易被分散开。由此，电动机能够进一步抑制转矩脉动。
作为本发明的优选方式，优选上述第一UV线圈组由两个第一U相线圈构成的组和由两个第一V相线圈构成的组这两个组所构成，其中，上述两个第一U相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述两个第一V相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述第一VW线圈组由两个第一V相线圈构成的组和由两个第一W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，上述两个第一V相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述两个第一W相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述第一UW线圈组由两个第一U相线圈构成的组和由两个第一W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，上述两个第一U相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述两个第一W相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述第二UV线圈组由两个第二U相线圈构成的组和由两个第二V相线圈构成的组这两个组所构成，其中，上述两个第二U相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述两个第二V相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述第二VW线圈组由两个第二V相线圈构成的组和由两个第二W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，上述两个第二V相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述两个第二W相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述第二UW线圈组由两个第二U相线圈构成的组和由两个第二W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，上述两个第二U相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻，上述两个第二W相线圈相对于上述齿的卷绕方向彼此相反且在上述定子铁芯的周向上彼此相邻。
采用上述结构，由于电动机的磁极数增加，使转矩的产生位置在周向上更容易被分散开。因此，电动机能够进一步抑制转矩脉动。
作为本发明的优选方式，优选上述第二线圈相对于上述齿的卷绕方向与上述第一线圈相对于上述齿的卷绕方向相反。
采用上述结构，由于第二线圈相对于齿的卷绕方向与第一线圈相对于齿的卷绕方向相反，所以第一线圈和第二线圈相对于齿开始卷绕的位置不同。例如，在第一线圈从齿的径向外侧端部开始卷绕的情况下，第二线圈从齿的径向内侧端部开始卷绕。因此，多个配线中与第一逆变器连接的一侧的端部靠电动机的径向外侧配置，多个配线中与第二逆变器连接的一侧的端部靠电动机的径向内侧配置。由此，与电动机连接的配线的位置容易产生偏差。因此，电动机能够降低多个配线相互干扰的可能性。
作为本发明的优选方式，优选上述n是奇数。
作为本发明的优选方式，优选由上述控制装置的上述电动机来获得辅助转向转矩的电动动力转向装置。采用该结构，即使仅由两个线圈***中的一个***进行驱动，也能够抑制转矩脉动。因此，电动动力转向装置能够减小使操作者感到因转矩脉动产生的振动而感到不舒适感的可能性。因此，电动动力转向装置能够使操作者在减小了不舒适感的状态下操作车辆。其结果，电动动力转向装置能够为操作者提供舒适的方向盘操作感。
作为本发明的优选方式，优选搭载有上述电动动力转向装置的车辆。
根据本发明，能够提供一种电动机、电动动力转向装置和车辆，即使仅由彼此独立地被励磁的两个线圈***中的一个***进行驱动，也能够抑制转矩脉动的增大。
附图说明
图1是具备实施方式1涉及的电动机的电动动力转向装置的结构图。
图2是说明实施方式1的电动动力转向装置具有的减速装置的一个示例的主视图。
图3是用包含中心轴的虚拟平面剖开实施方式1的电动机来示意性地表示其结构的截面图。
图4是用与中心轴正交的虚拟平面剖开实施方式1的电动机来示意性地表示其结构的截面图。
图5是用于说明由ECU进行的电动机驱动的示意图。
图6是表示第一线圈的配线和第二线圈的配线的示意图。
图7是表示变形例1涉及的第一线圈的配线和第二线圈的配线的示意图。
图8是用与中心轴正交的虚拟平面剖开变形例2涉及的电动机来示意性地表示其结构的截面图。
图9是用与中心轴正交的虚拟平面剖开变形例3涉及的电动机来示意性地表示其结构的截面图。
图10是表示实施方式2涉及的供给到电动机的第一U相和第二U相电流波形的说明图。
图11是用于说明与第一电动机驱动电流的相位和第二电动机驱动电流的相位差对应的平均转矩和转矩脉动的大小变化量的说明图。
图12是表示在dq轴上第一线圈组的电枢磁通与第二线圈组的电枢磁通的矢量关系的图。
图13是搭载有具备实施方式1或实施方式2涉及的电动机的电动动力转向装置的车辆的示意图。
符号说明
10 电动机
11 壳体
11a 筒状壳体
11d 内周面
14 旋转变压器
20 电动机转子
21 轴
22 转子轭
23 磁铁
30 电动机定子
31 定子铁芯
32 齿前端
33 背轭
34 齿
37 第一线圈
37a 绝缘体
37Ua、37Ub 第一U相线圈
37Va、37Vb 第一V相线圈
37Wa、37Wb 第一W相线圈
38 第二线圈
38Ua、38Ub 第二U相线圈
38Va、38Vb 第二V相线圈
38Wa、38Wb 第二W相线圈
40 控制装置
41 主控制部
42 第一线圈***控制部
43 第一相位调整部
44 第二线圈***控制部
45 第二相位调整部
51 第一栅极驱动电路
52 第一逆变器
53 第二栅极驱动电路
54 第二逆变器
80 电动动力转向装置
100 电动机控制装置
101 车辆
G1 第一线圈组
G1UV 第一UV线圈组
G1VW 第一VW线圈组
G1UW 第一UW线圈组
G2 第二线圈组
G2UV 第二UV线圈组
G2VW 第二VW线圈组
G2UW 第二UW线圈组
Lu1、Lv1、Lw1、Lu2、Lv2、Lw2 配线
Zr 旋转中心
具体实施方式
实施方式1
参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不局限于以下的实施方式所记载的内容。此外，在以下所记载的结构要素中，包括本领域技术人员能够容易想到的结构要素、实质上相同的结构要素。而且，以下所述的结构要素能够适当地组合。
电动动力转向装置
图1是具备实施方式1涉及的电动机的电动动力转向装置的结构图。实施方式1利用图1来说明具有电动机10的电动动力转向装置80的概要。
电动动力转向装置80按照转向盘操作者所施加的力传递的顺序，具有转向盘81、转向轴82、转向助力机构83、万向接头84，下轴85、万向接头86、小齿轮轴87、转向齿轮88以及转向横拉杆89。此外，电动动力转向装置80具有ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)90、转矩传感器91a和车速传感器91b。
转向轴82包含输入轴82a和输出轴82b。输入轴82a的一个端部与转向盘81连结，另一个端部经由转矩传感器91a与转向助力机构83连结。输出轴82b的一个端部与转向助力机构83连结，另一个端部与万向接头84连结。在实施方式1中，输入轴82a和输出轴82b由铁等磁性材料形成。
下轴85的一个端部与万向接头84连结，另一个端部与万向接头86连结。小齿轮轴87的一个端部与万向接头86连结，另一个端部与转向齿轮88连结。
转向齿轮88包含小齿轮88a和齿条88b。小齿轮88a与小齿轮轴87连结。齿条88b与小齿轮88a啮合。转向齿轮88以齿轮齿条副形式构成。转向齿轮88将被传递到小齿轮88a的旋转运动通过齿条88b转换成直线运动。转向横拉杆89与齿条88b连结。
转向助力机构83包含减速装置92和电动机10。减速装置92与输出轴82b连结。电动机10是与减速装置92连结并且产生辅助转向转矩的电动机。另外，电动动力转向装置80由转向轴82、转矩传感器91a和减速装置92构成转向柱。电动机10对转向柱的输出轴82b提供辅助转向转矩。即，实施方式1的电动动力转向装置80是管柱助力方式。
在管柱助力方式的电动动力转向装置80中，操作者与电动机10的距离比较近，存在电动机10的转矩变化或者摩擦力对转向盘操作者造成影响的可能性。因此，在电动动力转向装置80中，需要降低电动机10的摩擦力。
图2是说明实施方式1的电动动力转向装置所具有的减速装置的一个示例的主视图。图2将一部分以截面表示。减速装置92是蜗杆减速装置。减速装置92具有减速装置壳体93、蜗杆94、滚珠轴承95a、滚珠轴承95b、蜗轮96和支架97。
蜗杆94与电动机10的轴21以通过花键或者弹性联轴器结合。蜗杆94由滚珠轴承95a和被支承于支架97的滚珠轴承95b以自由旋转的方式支承于减速装置壳体93。蜗轮96以旋转自由的方式保持于减速装置壳体93。形成于蜗杆94的一部分上的蜗轮齿94a与形成于蜗轮96的蜗轮齿96a啮合。
电动机10的旋转力经由蜗杆94向蜗轮96传递，使蜗轮96旋转。减速装置92通过蜗杆94和蜗轮96来增加电动机10的转矩。而且，减速装置92对图1所示的转向柱的输出轴82b提供辅助转向转矩。
图1所示的转矩传感器91a将经由转向盘81传递到输入轴82a的驾驶员施加的转向力作为转向转矩检测出来。车速传感器91b检测安装了电动动力转向装置80的车辆的行驶速度。ECU90与电动机10、转矩传感器91a以及车速传感器91b电连接。
ECU90控制电动机10的动作。此外，ECU90分别从转矩传感器91a和车速传感器91b获取信号。即，ECU90从转矩传感器91a获取转向转矩T，并且从车速传感器91b获取车辆的行驶速度V。对于ECU90，在点火开关98接通的状态下，从电源装置(例如车载电池)99供给电力。ECU90基于转向转矩T和行驶速度V，来计算辅助指令的辅助转向指令值。而且，ECU90基于该计算出的辅助转向指令值来调节向电动机10供给的电力值X。ECU90从电动机10获取感应电压的信息或者从后述的旋转变压器获取转子的旋转信息作为动作信息Y。
转向盘操作者(驾驶员)输入到转向盘81的转向力经由输入轴82a传递至转向助力机构83的减速装置92。此时，ECU90从转矩传感器91a获取输入至输入轴82a的转向转矩T，并且从车速传感器91b获取行驶速度V。而且，ECU90控制电动机10的动作。电动机10产生的辅助转向转矩被传递给减速装置92。
经由输出轴82b输出的转向转矩T(包含辅助转向转矩)经由万向接头84被传递到下轴85，并且经由万向接头86传递到小齿轮轴87。传递到小齿轮轴87的转向力经由转向齿轮88传递到转向横拉杆89，从而使转向轮转向。下面，对电动机10进行说明。
电动机
图3是用包含中心轴的虚拟平面剖开实施方式1的电动机来示意性地表示其结构的截面图。图4是用与中心轴正交的虚拟平面剖开实施方式1的电动机来示意性地表示其结构的截面图。如图3所示，电动机10具有壳体11、轴承12、轴承13、旋转变压器14、电动机转子20、以及无刷电动机用的电动机定子30。
壳体11包含筒状壳体11a和前托架11b。前托架11b大致呈圆板状地形成，以封闭筒状壳体11a的一个开口端部的方式安装于筒状壳体11a。筒状壳体11a在与前托架11b相反侧的端部，以封闭该端部的方式形成底部11c。底部11c例如与筒状壳体11a一体地形成。作为形成筒状壳体11a的材料，例如能够使用SPCC(Steel Plate Cold Commercial，冷轧钢板)等普通钢材、电磁软铁、铝等。此外，前托架11b具有将电动机10安装于所希望的设备时的凸缘的作用。
轴承12设置于筒状壳体11a的内侧且前托架11b的大致中央部分。轴承13设置于筒状壳体11a的内侧且底部11c的大致中央部分。轴承12以能够使在筒状壳体11a的内侧配置的电动机转子20的一部分即轴21的一端旋转的方式来支承该一端。轴承13以能够使轴21的另一端旋转的方式来支承该另一端。由此，轴21以旋转中心Zr的轴为中心旋转。
旋转变压器14由在轴21的前托架11b侧设置的端子台15支承。旋转变压器14检测电动机转子20(轴21)的旋转位置。旋转变压器14具有旋转变压器转子14a和旋转变压器定子14b。旋转变压器转子14a通过压入等方式被安装于轴21的圆周面。旋转变压器定子14b隔着规定间隔的空隙与旋转变压器转子14a相向地配置。
电动机转子20以相对于筒状壳体11a能够以旋转中心Zr为中心旋转的方式设置于筒状壳体11a的内部。电动机转子20包括轴21、转子轭22和磁铁23。轴21形成为筒状。转子轭22形成为筒状。另外，转子轭22的外周是圆弧状。采用该结构，转子轭22与外周是复杂形状的情况相比较，能够降低冲裁加工的加工工时。
转子轭22是通过粘接、嵌合突起、铆接等方法层叠电磁钢板、冷轧钢板等薄板而制造。转子轭22依次在模具内层叠并从模具中脱出。转子轭22例如通过将轴21压入到其中空部分而固定于轴21。另外，轴21和转子轭22也可以成形为一体。
磁铁23沿着转子轭22的周向固定于表面且设置有多个。磁铁23是永久磁铁，S极和N极在转子轭22的周向上交替等间隔地配置。由此，图4所示的电动机转子20的极数是在转子轭22的外周侧沿着转子轭22的周向交替配置N极和S极而成的8极。
电动机定子30以包围电动机转子20的方式呈筒状地设置于筒状壳体11a的内部。电动机定子30例如嵌合安装于筒状壳体11a的内周面11d。电动机定子30的中心轴与电动机转子20的旋转中心Zr一致。电动机定子30包括筒状的定子铁芯31、多个第一线圈37和多个第二线圈38。
如图4所示，定子铁芯31包括：环状的背轭33；以及在背轭33的内周面沿以旋转中心Zr为中心的周向排列配置的多个齿34。在以下的说明中，将以旋转中心Zr为中心的周向(定子铁芯31的周向)简称为周向。定子铁芯31由电磁钢板等磁性材料形成。定子铁芯31是通过将形成为大致相同形状的多个铁芯片在与旋转中心Zr的轴平行的轴向上层叠并固定而形成的。背轭33例如是圆筒形状的部件。齿34从背轭33的内周面突出。在实施方式1中，齿34在周向上配置有12个。齿34在与背轭33相反侧的端部具有齿前端32。齿前端32从齿34起沿着周向突出。齿34与转子轭22的外周面相向对置。定子铁芯31隔开规定间隔地呈环状地配置于转子轭22的径向外侧。
通过将定子铁芯31压入到筒状壳体11a内，电动机定子30以呈环状的状态设置于筒状壳体11a的内部。另外，除了压入方式以外，定子铁芯31和筒状壳体11a还可以通过粘接、热套或焊接等方式来固定。
如图4所示，第一线圈37以集中绕组方式卷绕于多个齿34中的各齿。第一线圈37隔着绝缘体37a(参照图3)以集中绕组方式卷绕于齿34的外周。绝缘体37a是用于将第一线圈37与定子铁芯31绝缘的部件，由耐热部件形成。所有第一线圈37都包含在第一线圈***中，该第一线圈***是由同一逆变器(后述的第一逆变器52)进行励磁的***。在实施方式1中，第一线圈***例如包含六个第一线圈37。六个第一线圈37以每两个第一线圈37在周向上彼此相邻的方式配置且以相邻的第一线圈37为一组的第一线圈组G1沿周向等间隔地配置有三个。即，第一线圈***具有沿周向等间隔地排列的三个第一线圈组G1。另外，第一线圈组G1也可以不是三个，只要沿周向等间隔地配置有3n(设n为自然数)个即可。此外，优选n是奇数。
如图4所示，第二线圈38以集中绕组方式卷绕于多个齿34中的各齿。第二线圈38隔着绝缘体以集中绕组方式卷绕于齿34的外周。以集中绕组方式卷绕有第二线圈38的齿34是与以集中绕组方式卷绕有第一线圈37的齿34不同的齿34。所有第二线圈38都包含在第二线圈***中，该第二线圈***是由同一逆变器(后述的第二逆变器54)进行励磁的***。在实施方式1中，第二线圈***例如包含六个第二线圈38。六个第二线圈38以每两个第二线圈38在周向上彼此相邻的方式配置且以相邻的第二线圈38作为一组的第二线圈组G2沿周向等间隔地配置有三个。即，第二线圈***具有沿周向等间隔地排列的三个第二线圈组G2。另外，第二线圈组G2也可以不是三个，只要沿周向等间隔地配置有3n(设n为自然数)个即可。此外，优选n是奇数。
图5是用于说明由ECU进行的电动机驱动的示意图。电动机控制装置100具有ECU90和电动机10。电动机控制装置100例如能够将输入信号从转矩传感器91a等传感器输入至ECU90。ECU90通过三相交流来控制电动机10的动作。ECU90包括用于控制电动机10的控制装置40和电动机驱动电路50。控制装置40输出用于对电动机转子20进行旋转驱动的电流值作为指令值。电动机驱动电路50是电力供给电路，其基于控制装置40的指令值生成被称为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)的规定占空比的脉冲宽度调制信号，并输出用于控制电动机10的电流值的三相交流信号。电动机驱动电路50只要与控制装置40电连接即可，为了减小电动机驱动电路50发热的影响，将其设置于与设置有控制装置40的位置不同的位置。
控制装置40具有作为功能块的控制部40A和相位差调整部40B，其中，控制部40A包括主控制部41、第一线圈***控制部42和第二线圈***控制部44，相位差调整部40B包括第一相位调整部43和第二相位调整部45。
电动机驱动电路50包括：第一电动机驱动电路50A，其基于指令值将三相交流的第一电动机驱动电流供给到第一线圈组G1；以及第二电动机驱动电路50B，其将三相交流的第二电动机驱动电流供给到第二线圈组G2。第一电动机驱动电路50A包括第一栅极驱动电路51和第一逆变器52。第二电动机驱动电路50B包括第二栅极驱动电路53和第二逆变器54。
主控制部41从转矩传感器91a获取输入至输入轴82a的转向转矩T。主控制部41根据从转矩传感器91a获取的信息，计算出用于对电动机转子20进行旋转驱动的电流值作为指令值。第一线圈***控制部42基于主控制部41的指令值计算规定占空比的第一脉冲宽度调制信号。第一线圈***控制部42向第一相位调整部43发送第一脉冲宽度调制信号的信息。第二线圈***控制部44基于主控制部41的指令值，分别计算出规定占空比的第二脉冲宽度调制信号。第二线圈***控制部44向第二相位调整部45发送第二脉冲宽度调制信号的信息。在实施方式1中，第一相位调整部43和第二相位调整部45进行调节，以使供给到第一线圈组G1的电流的相位与供给到第二线圈组G2的电流的相位相同。另外，如果在第一线圈***控制部42和第二线圈***控制部44输出时，第一脉冲宽度调制信号的信息与第二脉冲宽度调制信号的信息之间是没有相位差即二者同步的情况下，也可以不设置相位差调整部40B。第一相位调整部43将调整后的第一脉冲宽度调制信号的信息发送至第一栅极驱动电路51。第二相位调整部45将调整后的第二脉冲宽度调制信号的信息发送至第二栅极驱动电路53。
第一栅极驱动电路51基于从第一相位调整部43获取的第一脉冲宽度调制信号的信息来控制第一逆变器52。第一逆变器52根据第一栅极驱动电路51的第一脉冲宽度调制信号的占空比，以成为三相电流值的方式对场效应晶体管进行开关控制，从而生成包含第一U相、第一V相和第一W相的三相交流。第一逆变器52生成的三相交流由三个配线Lu1、Lv1、Lw1输送至电动机10，对多个第一线圈37进行励磁。配线Lu1将第一U相电流输送至电动机10。配线Lv1将第一V相电流输送至电动机10。配线Lw1将第一W相电流输送至电动机10。
第二栅极驱动电路53基于从第二相位调整部45获取的第二脉冲宽度调制信号的信息来控制第二逆变器54。第二逆变器54根据第二栅极驱动电路53的第二脉冲宽度调制信号的占空比，以成为三相电流值的方式对场效应晶体管进行开关控制，从而生成包含第二U相、第二V相和第二W相的三相交流。第二逆变器54生成的三相交流由三个配线Lu2、Lv2、Lw2输送至电动机10，对多个第二线圈38进行励磁。配线Lu2将第二U相电流输送至电动机10。配线Lv2将第二V相电流输送至电动机10。配线Lw2将第二W相电流输送至电动机10。
如以上所说明的那样，控制装置40能够对第一栅极驱动电路51和第二栅极驱动电路53提供能成为使电动机转子20进行所期望的旋转驱动的电流值的规定占空比的第一脉冲宽度调制信号和第二脉冲宽度调制信号，来控制第一电动机驱动电路50A和第二电动机驱动电路50B。
图6是表示第一线圈的配线和第二线圈的配线的示意图。如图6所示，六个第一线圈37包括：由第一U相电流进行励磁的两个第一U相线圈37Ua、37Ub；由第一V相电流进行励磁的两个第一V相线圈37Va、37Vb；以及由第一W相电流进行励磁的两个第一W相线圈37Wa、37Wb。第一U相线圈37Ub与第一U相线圈37Ua串联连接。第一V相线圈37Vb与第一V相线圈37Va串联连接。第一W相线圈37Wb与第一W相线圈37Wa串联连接。第一线圈37相对于齿34的卷绕方向都是相同方向。此外，配线Lu1、Lv1、Lw1通过Y形接线接合。
如图6所示，六个第二线圈38包括：由第二U相电流进行励磁的两个第二U相线圈38Ua、38Ub；由第二V相电流进行励磁的两个第二V相线圈38Va、38Vb；以及由第二W相电流进行励磁的两个第二W相线圈38Wa、38Wb。第二U相线圈38Ub与第二U相线圈38Ua串联连接。第二V相线圈38Vb与第二V相线圈38Va串联连接。第二W相线圈38Wb与第二W相线圈38Wa串联连接。第二线圈38相对于齿34的卷绕方向都是相同方向，与第一线圈37的卷绕方向相同。此外，配线Lu2、Lv2、Lw2通过Y形接线接合。
如图6所示，作为实施方式1的电动机，例示了采用Y形接线的六个第一线圈37、第二线圈38，但也可以是接线成Δ形的六个第一线圈37、第二线圈38。
如图4所示，三个第一线圈组G1由第一UV线圈组G1UV、第一VW线圈组G1VW和第一UW线圈组G1UW构成。第一UV线圈组G1UV包括在周向上彼此相邻的第一U相线圈37Ub和第一V相线圈37Va。第一VW线圈组G1VW包括在周向上彼此相邻的第一V相线圈37Vb和第一W相线圈37Wa。第一UW线圈组G1UW包括在周向上彼此相邻的第一U相线圈37Ua和第一W相线圈37Wb。
如图4所示，三个第二线圈组G2由第二UV线圈组G2UV、第二VW线圈组G2VW和第二UW线圈组G2UW构成。第二UV线圈组G2UV包括在周向上彼此相邻的第二U相线圈38Ub和第二V相线圈38Va。第二VW线圈组G2VW包括在周向上彼此相邻的第二V相线圈38Vb和第二W相线圈38Wa。第二UW线圈组G2UW包括在周向上彼此相邻的第二U相线圈38Ua和第二W相线圈38Wb。
由第一U相电流进行励磁的第一线圈37在定子铁芯31的径向上与由第二U相电流进行励磁的第二线圈38相向对置。在以下的说明中，将定子铁芯31的径向简称为径向。例如如图4所示，在径向上第一U相线圈37Ua与第二U相线圈38Ua相向对置，第一U相线圈37Ub与第二U相线圈38Ub相向对置。
由第一V相电流进行励磁的第一线圈37在径向上与由第二V相电流进行励磁的第二线圈38相向对置。例如如图4所示，在径向上第一V相线圈37Va与第二V相线圈38Va相向对置，第一V相线圈37Vb与第二V相线圈38Vb相向对置。
由第一W相电流进行励磁的第一线圈37在径向上与由第二W相电流进行励磁的第二线圈38相向对置。例如如图4所示，在径向上第一W相线圈37Wa与第二W相线圈38Wa相向对置，第一W相线圈37Wb与第二W相线圈38Wb相向对置。
如上所述，多个第一线圈37由第一逆变器52进行励磁，多个第二线圈38由第二逆变器54进行励磁。由此，由于第一逆变器52和第二逆变器54彼此独立地向电动机10供给三相交流，所以即使在不向第二线圈38供给电流的情况下，第一线圈37也能够驱动电动机10。此外，即使在不向第一线圈37供给电流的情况下，第二线圈38也能够驱动电动机10。在以下的说明中，以不向第二线圈38供给电流的情况为例进行说明，由于不向第一线圈37供给电流的情况的说明相同，因此将其省略。
此外，由多个第一线圈37构成的第一线圈组G1沿周向等间隔地配置有三个。由此，与沿周向等间隔地配置有两个第一线圈组G1的情况相比，第一线圈组G1之间的周向距离减小。因此，即使在不向第二线圈38供给电流的情况下，第一线圈37产生转矩的位置在周向上的偏差也减小。由此，即使电动机10仅由彼此独立地被励磁的两个线圈***中的一个***来驱动，也能够抑制转矩脉动的增大。
此外，三个第一线圈组G1由第一UV线圈组G1UV、第一VW线圈组G1VW和第一UW线圈组G1UW构成。第二线圈组G2由第二UV线圈组G2UV、第二VW线圈组G2VW和第二UW线圈组G2UW构成。由此，由同相电流进行励磁的两个第一线圈37不属于同一个第一线圈组G1，由同相电流进行励磁的两个第二线圈38也不属于同一个第二线圈组G2。由同相电流进行励磁的两个第一线圈37是指两个第一U相线圈37Ua、37Ub，两个第一V相线圈37Va、37Vb，或者两个第一W相线圈37Wa、37Wb。因此，转矩的产生位置在周向上容易被分散开。由此，电动机10能够进一步抑制转矩脉动。
在使用上述专利文献1所记载的技术的情况下，当通过一个***驱动电动机时，该***中配置于周向端部的是由特定的两相(U相和V相的组合、V相和W相的组合、或者U相和W相的组合)进行励磁的线圈。由此，转矩产生量容易因三相交流的各相相位的变化而相应地产生变动，可能导致转矩脉动增大。而在实施方式1涉及的电动机10中，在第一线圈组G1中配置在周向端部的是，第一U相线圈37Ua、37Ub，第一V相线圈37Va、37Vb以及第一W相线圈37Wa、37Wa。在第二线圈组G2中配置在周向端部的是，第二U相线圈38Ua、38Ub，第二V相线圈38Va、38Vb或第二W相线圈38Wa、38Wb。由此，由于转矩产生量难以因三相交流的各相相位的变化而相应地产生变动，所以电动机10能够进一步抑制转矩脉动的增大。
另外，实施方式1的电动动力转向装置80以管柱助力方式为例进行了说明，但其也能够适用于小齿轮助力方式和齿条助力方式。
如上所述，电动机10具有环状的定子铁芯31，该定子铁芯31包括环状的背轭33、以及在背轭33的内周面沿周向排列配置的多个齿34。电动机10具有第一线圈组G1，该第一线圈组G1由多个(在实施方式1中是两个)第一线圈37构成并且沿定子铁芯31的周向等间隔地配置有3n(设n为自然数)个(在实施方式1中是三个)，其中，多个第一线圈37以集中绕组方式卷绕于相邻排列的多个(在实施方式1中是两个)齿34中的各齿，由生成包含第一U相、第一V相和第一W相的三相交流的第一逆变器52进行励磁。电动机10具有第二线圈组G2，该第二线圈组G2由多个(在实施方式1中是两个)第二线圈38构成并且沿定子铁芯31的周向等间隔地配置有3n个(在实施方式1中是三个)，其中，多个第二线圈38以集中绕组方式卷绕于在不同于以集中绕组方式卷绕有第一线圈37的齿34的位置上相邻排列的多个(在实施方式1中是两个)齿34中的各齿，由生成包含第二U相、第二V相和第二W相的三相交流的第二逆变器54进行励磁。
由此，与沿周向等间隔地配置有两个第一线圈组G1的情况相比，第一线圈组G1之间的周向距离减小。因此，即使在不向第二线圈38供给电流的情况下，第一线圈37产生转矩的位置在周向上的偏差也减小。由此，即使电动机10仅由彼此独立地被励磁的两个线圈***中的一个***来驱动，也能够抑制转矩脉动的增大。
此外，多个(在实施方式1中是六个)第一线圈37包括：由第一U相电流进行励磁的多个(在实施方式1中是两个)第一U相线圈37Ua、37Ub；由第一V相电流进行励磁的多个(在实施方式1中是两个)第一V相线圈37Va、37Vb；以及由第一W相电流进行励磁的多个(在实施方式1中是两个)第一W相线圈37Wa、37Wb。多个(在实施方式1中是六个)第二线圈38包括：由第二U相电流进行励磁的多个(在实施方式1中是两个)第二U相线圈38Ua、38Ub；由第二V相电流进行励磁的多个(在实施方式1中是两个)第二V相线圈38Va、38Vb；以及由第二W相电流进行励磁的多个(在实施方式1中是两个)第二W相线圈38Wa、38Wb。3n个(在实施方式1中是三个)第一线圈组G1由下述线圈组构成：包含第一U相线圈37Ub和第一V相线圈37Va的第一UV线圈组G1UV；包含第一V相线圈37Vb和第一W相线圈37Wa的第一VW线圈组G1VW；以及包含第一U相线圈37Ua和第一W相线圈37Wb的第一UW线圈组G1UW。3n个(在实施方式1中是三个)第二线圈组G2由下述线圈组构成：包含第二U相线圈38Ub和第二V相线圈38Va的第二UV线圈组G2UV；包含第二V相线圈38Vb和第二W相线圈38Wa的第二VW线圈组G2VW；以及包含第二U相线圈38Ua和第二W相线圈38Wb的第二UW线圈组G2UW。
由此，由同相电流进行励磁的两个第一线圈37不属于同一个第一线圈组G1，由同相电流进行励磁的两个第二线圈38也不属于同一个第二线圈组G2。因此，转矩的产生位置在周向上容易被分散开。由此，电动机10能够进一步抑制转矩脉动。
变形例1
图7是表示变形例1涉及的第一线圈的配线和第二线圈的配线的示意图。对与上述实施方式1中说明的结构相同的结构要素标注相同的符号，省略重复的说明。
在变形例1涉及的电动机10中，第二线圈38相对于齿34的卷绕方向与第一线圈37相对于齿34的卷绕方向相反。此外，在变形例1涉及的电动机10中，第一相位调整部43和第二相位调整部45进行调节，以使供给到第一线圈组G1的电流的相位与供给到第二线圈组G2的电流的相位彼此相差180°。由此，由各第一线圈37和各第二线圈38产生的磁场的方向与上述实施方式1相同。
由于第二线圈38相对于齿34的卷绕方向与第一线圈37相对于齿34的卷绕方向相反，所以第一线圈37和第二线圈38相对于齿34开始卷绕的位置不同。例如在第一线圈37从齿34的径向外侧端部开始卷绕的情况下，第二线圈38从齿34的径向内侧端部开始卷绕。因此，如图7所示，配线Lu1、Lv1、Lw1中与第一逆变器52连接的一侧的端部靠电动机10的径向外侧配置，配线Lu2、Lv2、Lw2中与第二逆变器54连接的一侧的端部靠电动机10的径向内侧配置。由此，与电动机10连接的配线的位置容易产生偏差。因此，变形例1涉及的电动机10能够降低多个配线相互干扰的可能性。
此外，由于供给到第一线圈组G1的电流的相位与供给到第二线圈组G2的电流的相位彼此相差180°，所以来自从第一逆变器52至电动机10之间的配线Lu1、Lv1、Lw1的辐射噪声与来自从第二逆变器54至电动机10之间的配线Lu2、Lv2、Lw2的辐射噪声相抵。因此，能够降低从ECU90至电动机10之间的配线上的辐射噪声。
变形例2
图8是用与中心轴正交的虚拟平面剖开变形例2涉及的电动机来示意性地表示其结构的截面图。如图8所示，变形例2中的电动机转子20的极数是在转子轭22的外周侧沿转子轭22的周向交替配置N极和S极而成的20极。此外，齿34沿周向配置有24个。
如图8所示，在变形例2中，配置有12个第一线圈37。12个第一线圈37配置成四个第一线圈37在周向上相邻排列。以相邻排列的四个第一线圈37为一组的第一线圈组G1沿周向等间隔地配置有三个。三个第一线圈组G1由第一UV线圈组G1UV、第一VW线圈组G1VW和第一UW线圈组G1UW构成。
第一UV线圈组G1UV由两个组构成，即相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第一U相线圈37Ub的组、以及相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第一V相线圈37Va的组。第一VW线圈组G1VW由两个组构成，即相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第一V相线圈37Vb的组、以及相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第一W相线圈37Wa的组。第一UW线圈组G1UW由两个组构成，即相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第一U相线圈37Ua的组、以及相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第一W相线圈37Wb的组。
一组第一U相线圈37Ua、一组第一V相线圈37Va、一组第一W相线圈37Wa、一组第一U相线圈37Ub、一组第一V相线圈37Vb和一组第一W相线圈37Wb分别串联连接。此外，一组第一U相线圈37Ub与一组第一U相线圈37Ua串联连接。一组第一V相线圈37Vb与一组第一V相线圈37Va串联连接。一组第一W相线圈37Wb与一组第一W相线圈37Wa串联连接。
如图8所示，在变形例2中，第二线圈38配置有12个。12个第二线圈38配置成四个第二线圈38在周向上相邻排列。以相邻排列的四个第二线圈38为一组的第二线圈组G2沿周向等间隔地配置有三个。三个第二线圈组G2由第二UV线圈组G2UV、第二VW线圈组G2VW和第二UW线圈组G2UW构成。
第二UV线圈组G2UV由两个组构成，即相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第二U相线圈38Ub的组、以及相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第二V相线圈38Va的组。第二VW线圈组G2VW由两个组构成，即相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第二V相线圈38Vb的组、以及相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第二W相线圈38Wa的组。第二UW线圈组G2UW由两个组构成，即相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第二U相线圈38Ua的组、以及相对于齿34的卷绕方向彼此相反且在周向上彼此相邻的两个第二W相线圈38Wb的组。
一组第二U相线圈38Ua、一组第二V相线圈38Va、一组第二W相线圈38Wa、一组第二U相线圈38Ub、一组第二V相线圈38Vb和一组第二W相线圈38Wb分别串联连接。此外，一组第二U相线圈38Ub与一组第二U相线圈38Ua串联连接。一组第二V相线圈38Vb与一组第二V相线圈38Va串联连接。一组第二W相线圈38Wb与一组第二W相线圈38Wa串联连接。
在变形例2中同一组内第一线圈37以形成彼此方向相反的磁场的方式被励磁。同一组内第二线圈38也以形成彼此方向相反的磁场的方式被励磁。由此，彼此反向地被励磁的第一线圈37和第二线圈38沿周向交替配置。
因此，变形例2涉及的电动机10与上述实施方式1相比磁极的数量增加。因此，变形例2涉及的电动机10使转矩的产生位置在周向上更容易被分散开。因此，变形例2涉及的电动机10能够进一步抑制转矩脉动。
变形例3
图9是用与中心轴正交的虚拟平面剖开变形例3涉及的电动机来示意性地表示其结构的截面图。在变形例3中，磁铁23嵌入在设置于转子轭22的多个槽中。磁铁23配置于转子轭22的外周面的径向内侧。由此，变形例3涉及的电动机10能够产生附加有磁阻转矩的转矩。
实施方式2
图10是表示实施方式2涉及的供给到电动机的第一U相和第二U相电流波形的说明图。图11是用于说明与第一电动机驱动电流的相位和第二电动机驱动电流的相位差对应的、平均转矩和转矩脉动的大小变化量的说明图。实施方式2涉及的电动机10和电动机控制装置100与图1～图6所示的实施方式1涉及的电动机10和电动机控制装置100相同，但控制装置40的相位差调整部40B的动作不同。以下，可参照图1～图6、图10和图11来进行说明。另外，对与上述实施方式1中说明的结构相同的结构要素标注相同的符号，省略重复的说明。
如图5所示，主控制部41从转矩传感器91a获取输入至输入轴82a的转向转矩T。主控制部41根据从转矩传感器91a获取的信息，计算出用于对电动机转子20进行旋转驱动的电流值作为指令值。第一线圈***控制部42基于主控制部41的指令值，计算出规定占空比的第一脉冲宽度调制信号。第一线圈***控制部42向第一相位调整部43发送第一脉冲宽度调制信号的信息。第二线圈***控制部44基于主控制部41的指令值，分别计算出规定占空比的第二脉冲宽度调制信号。第二线圈***控制部44向第二相位调整部45发送第二脉冲宽度调制信号的信息。
在实施方式2中，第一相位调整部43和第二相位调整部45进行调节，以使供给到第二线圈组G2的电流的相位比供给到第一线圈组G1的电流的相位超前。第一相位调整部43将调整后的第一脉冲宽度调制信号的信息发送到第一栅极驱动电路51。第二相位调整部45将调整后的第二脉冲宽度调制信号的信息发送到第二栅极驱动电路53。
第一栅极驱动电路51基于从第一相位调整部43获取的第一脉冲宽度调制信号的信息来控制第一逆变器52。第一逆变器52根据第一栅极驱动电路51的第一脉冲宽度调制信号的占空比，以成为三相电流值的方式对场效应晶体管进行开关控制，从而生成包含第一U相、第一V相和第一W相的三相交流。第一逆变器52生成的三相交流由三个配线Lu1、Lv1、Lw1输送到电动机10，对多个第一线圈37进行励磁。配线Lu1将第一U相电流输送到电动机10。配线Lv1将第一V相电流输送到电动机10。配线Lw1将第一W相电流输送到电动机10。
第二栅极驱动电路53基于从第二相位调整部45获取的第二脉冲宽度调制信号的信息来控制第二逆变器54。第二逆变器54根据第二栅极驱动电路53的第二脉冲宽度调制信号的占空比，以成为三相电流值的方式对场效应晶体管进行开关控制，从而生成包含第二U相、第二V相和第二W相的三相交流。第二逆变器54生成的三相交流由三个配线Lu2、Lv2、Lw2输送到电动机10，对多个第二线圈38进行励磁。配线Lu2将第二U相电流输送到电动机10。配线Lv2将第二V相电流输送到电动机10。配线Lw2将第二W相电流输送到电动机10。
与实施方式1同样地，第一电动机驱动电流是分别错开120°电角度的正弦波即第一U相、第一V相和第一W相的对称的三相交流。此外，第二电动机驱动电流是分别错开120°电角度的正弦波即第二U相、第二V相和第二W相的对称的三相交流。关于第一电动机驱动电流和第二电动机驱动电流的相位差，由于第一U相和第二U相的相位差与第一V相和第二V相的相位差、以及第一W相和第二W相的相位差相同，所以以图10所示的第一U相和第二U相的相位差进行说明。
如图10所示，第一电动机驱动电流的第一U相电流Au1相对于基准相的相位差β1为0，该基准相是第一U相的反电动势和与反电动势对应的相的电流的相位差为0°的相。因此，由于第一线圈组G1沿定子铁芯31的周向等间隔地配置有三个，所以与电动机转子20的旋转角无关，如果仅考虑第一线圈组G1，就可以认为能够产生与供给到第一线圈组G1的电流成比例的旋转转矩，且平均转矩恒定。然而，第二电动机驱动电流的第二U相电流Au2相对于基准相的相位差超前了β2，该基准相是第二U相的反电动势和与反电动势对应的相的电流的相位差为0的相。因此，由于第一线圈组G1和第二线圈组G2的相互作用，如图11所示那样，随着相位差β2相对于基准相越超前，平均转矩Ta就减小。然而，本发明人发现，由于第一线圈组G1和第二线圈组G2的相互作用，随着图11所示的相位差β2相对于基准相越超前，转矩脉动Tr就减小，且在规定的极值后转矩脉动Tr转变成增加。与此相对，就可以认为由于第一线圈组G1和第二线圈组G2的相互作用，如图11所示的相位差β2相对于基准相越滞后，转矩脉动Tr就增加。
如图11所示，在相位差β1为0的情况下，相位差β2最优选10°电角度。
如以上所说明的那样，实施方式2涉及的电动机控制装置100具有电动机10、控制装置40和电动机驱动电路50。电动机10包括：电动机转子20；电动机定子30；以及多个线圈组，其按三相至少分成第一线圈组G1和第二线圈组G2的两个***，并用三相交流对定子铁芯31进行励磁。控制装置40输出用于对电动机转子20进行旋转驱动的电流值作为指令值。电动机驱动电路50具有第一电动机驱动电路50A和第二电动机驱动电路50B，第一电动机驱动电路50A基于上述指令值将三相交流的第一电动机驱动电流供给到第一线圈组G1，第二电动机驱动电路50B将三相交流的第二电动机驱动电流供给到第二线圈组G2，该第二电动机驱动电流具有比第一电动机驱动电流的相位超前的相位差。
由此，在同时对彼此独立地被励磁的两个组即第一线圈组G1和第二线圈组G2进行励磁的情况下，能够抑制转矩脉动。
控制装置40如上所述，具有计算出规定占空比的脉冲宽度调制信号作为指令值的控制部40A和相位差调整部40B。相位差调整部40B将规定占空比的脉冲宽度调制信号作为第一脉冲宽度调制信号，来计算第二脉冲宽度调制信号，该第二脉冲宽度调制信号与第一脉冲宽度调制信号相比，具有相同的占空比以及相位差(β2－β1)。控制装置40的相位差调整部40B在转矩脉动的减小率大于平均转矩的减小率的范围内调整相位差β2，从而能够将电动机10控制成能够对电动机转子20施加降低了转矩脉动的旋转。此外，相位差调整部40B能够进行如下控制，在增大平均转矩Ta的情况下，使相位差(β2－β1)接近于0，在减小转矩脉动Tr的情况下，则增大相位差(β2－β1)。
第一电动机驱动电路50A通过第一脉冲宽度调制信号的PWM控制将第一电动机驱动电流供给到第一线圈组G1，第二电动机驱动电路50B通过第二脉冲宽度调制信号的PWM控制将第二电动机驱动电流供给到第二线圈组G2。由此，由于具有独立的第一电动机驱动电路50A和第二电动机驱动电路50B，能够提高冗余度，提高电动机驱动电路50的故障自趋安全性。
上述相位差(β2－β1)不超过45°电角度。由于相位差(β2－β1)不超过45°电角度，所以能够抑制平均转矩Ta的减小。
在实施方式2涉及的电动机中，输出转矩Ts由下式(1)求取。
Ts＝Tm+Tr…(1)
其中，Tm是基于磁铁23的磁通产生的转矩，Tr是磁阻转矩。磁阻转矩Tr由下式(2)求取。
Tr＝P(Lq－Ld)×Iq×Id…(2)
其中，P是磁铁23的极对数。Lq是q轴电感。Ld是d轴电感。Iq是电枢电流的q轴分量。Id是电枢电流的d轴分量。
通常，根据式(2)可知，如果q轴电感Lq增大、d轴电感Ld减小，则能够使磁阻转矩Tr增大。另外，基于磁铁23产生的转矩Tm由下式(3)决定。
其中，是各对磁极的磁铁磁通总量。
如上所述，实施方式2涉及的电动机具有第一线圈组G1和第二线圈组G2。因此，实施方式2涉及的电动机的输出转矩Ts能够分成第一线圈组G1的转矩Tg1和第二线圈组G2的转矩Tg2来考虑。也就是说，输出转矩Ts由下式(4)求取。
Ts＝Tg1+Tg2…(4)
转矩Tg1通过应用式(1)，可由下式(5)求取。
Tg1＝Tm1+Tr1…(5)
其中，Tm1是基于与第一线圈组G1对应的磁铁23的磁通产生的磁铁转矩。Tr1是与第一线圈组G1对应的磁阻转矩。同样，转矩Tg2通过应用式(1)，可由下式(6)求取。
Tg2＝Tm2+Tr2…(6)
其中，Tm2是基于与第二线圈组G2对应的磁铁23的磁通产生的磁铁转矩。Tr2是与第二线圈组G2对应的磁阻转矩。
图12是表示在dq轴上第一线圈组的电枢磁通与第二线圈组的电枢磁通的矢量关系的图。以下讨论如图12所示那样相对于转子磁极的q轴在第一线圈组G1的电枢磁通mf1与第二线圈组G2的电枢磁通mf2之间设置相位差2δ的情况。
设相对于转子磁极的q轴，第一线圈组G1和第二线圈组G2各自超前角的相加平均值为β。
于是，以转子d轴为基准，第一线圈组G1的旋转磁场的超前角为(β－δ)。在设输入电流的振幅值为Ia的情况下，Tm1由下式(7)求取。
同样，Tr1由下式(8)求取。
Tr1＝(Lq－Ld)×Ia2×sin(β－δ)×cos(β－δ)…(8)
Tm2由下式(9)求取。
同样，Tr2由下式(10)求取。
Tr2＝(Lq－Ld)×Ia2×sin(β+δ)×cos(β+δ)…(10)
β为－90°以上90°以下，但在实施方式2中，为了容易理解，而考虑β＝0°的情况。在这种情况下，与第一线圈组G1对应的磁阻转矩和与第二线圈组G2对应的磁阻转矩的分量的相加值为0。
也就是说，将β＝0代入到式(8)和式(10)中，下式(11)成立。
Tr1+Tr2＝0…(11)
根据式(11)，通过特意使第一线圈组G1和第二线圈组G2的转矩波形的相位错开，使第一线圈组G1和第二线圈组G2这两个组间的转矩脉动分量彼此相互抵消。其结果，即使不对定子绕组施加捻转等，也能够抑制转矩脉动分量。
图13是搭载有具备实施方式1或实施方式2涉及的电动机的电动动力转向装置的车辆的示意图。如图13所示，车辆101搭载有具备上述实施方式1或实施方式2涉及的电动机10的电动动力转向装置80。车辆101也可以以电动动力转向装置80以外的用途搭载上述实施方式1或实施方式2涉及的电动机10。

Claims (7)

1.一种电动机，其特征在于，具有：
定子铁芯，其呈环状，具有环状的背轭和在所述背轭的内周面沿周向排列配置的多个齿；
第一线圈组，其由多个第一线圈构成，并且沿所述定子铁芯的周向等间隔地配置有3n个，所述多个第一线圈以集中绕组方式卷绕于相邻排列的所述多个齿中的各齿，由生成包含第一U相、第一V相和第一W相的三相交流的第一逆变器进行励磁；以及
第二线圈组，其由多个第二线圈构成，并且沿所述定子铁芯的周向等间隔地配置有3n个，所述多个第二线圈以集中绕组方式卷绕于在不同于以集中绕组方式卷绕有所述第一线圈的所述齿的位置上相邻排列的所述多个齿中的各齿，由生成包含第二U相、第二V相和第二W相的三相交流的第二逆变器进行励磁，
其中，n为自然数。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：
所述多个第一线圈包括：多个第一U相线圈，其由所述第一U相电流进行励磁；多个第一V相线圈，其由所述第一V相电流进行励磁；以及多个第一W相线圈，其由所述第一W相电流进行励磁，
所述多个第二线圈包括：多个第二U相线圈，其由所述第二U相电流进行励磁；多个第二V相线圈，其由所述第二V相电流进行励磁；以及多个第二W相线圈，其由所述第二W相电流进行励磁，
所述3n个第一线圈组由下述线圈组构成：第一UV线圈组，其包含所述第一U相线圈和所述第一V相线圈；第一VW线圈组，其包含所述第一V相线圈和所述第一W相线圈；以及第一UW线圈组，其包含所述第一U相线圈和所述第一W相线圈，
所述3n个第二线圈组由下述线圈组构成：第二UV线圈组，其包含所述第二U相线圈和所述第二V相线圈；第二VW线圈组，其包含所述第二V相线圈和所述第二W相线圈；以及第二UW线圈组，其包含所述第二U相线圈和所述第二W相线圈。
3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于：
所述第一UV线圈组由两个第一U相线圈构成的组和由两个第一V相线圈构成的组这两个组所构成，其中，所述两个第一U相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，所述两个第一V相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，
所述第一VW线圈组由两个第一V相线圈构成的组和由两个第一W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，所述两个第一V相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，所述两个第一W相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，
所述第一UW线圈组由两个第一U相线圈构成的组和由两个第一W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，所述两个第一U相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，所述两个第一W相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，
所述第二UV线圈组由两个第二U相线圈构成的组和由两个第二V相线圈构成的组这两个组所构成，其中，所述两个第二U相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，所述两个第二V相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，
所述第二VW线圈组由两个第二V相线圈构成的组和由两个第二W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，所述两个第二V相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，所述两个第二W相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，
所述第二UW线圈组由两个第二U相线圈构成的组和由两个第二W相线圈构成的组这两个组所构成，其中，所述两个第二U相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻，所述两个第二W相线圈相对于所述齿的卷绕方向彼此相反且在所述定子铁芯的周向上彼此相邻。
4.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于：
所述第二线圈相对于所述齿的卷绕方向与所述第一线圈相对于所述齿的卷绕方向相反。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机，其特征在于：
所述n是奇数。
6. 一种电动动力转向装置，其特征在于：
其通过权利要求1至5中任一项所述的电动机来获得辅助转向转矩。
7. 一种车辆，其特征在于：
其搭载有权利要求6所述的电动动力转向装置。
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