DE60030058T2

DE60030058T2 - Regelungsvorrichtung und -Verfahren für einen Motorgenerator mit einer Vielzahl von unabhängig rotierenden Rotoren und einem Stator

Info

Publication number: DE60030058T2
Application number: DE60030058T
Authority: DE
Inventors: Yuusuke Yokosuka city Minagawa; Masaki Yokohama city Nakano
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: EP1087518A3; JP2001169587A; DE60030058D1; JP3480439B2; US6335606B1; EP1087518B1; EP1087518A2

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Stromsteuer/Regelvorrichtung für einen Motor/Generator, der mit einer Mehrzahl von unabhängigen drehenden Rotoren und einem Stator gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 versehen ist, und einem Stromsteuer/Regelverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13. Diese Vorrichtung und das Verfahren sind jeweils von der EP-A-0 725 474 her bekannt.
Hintergrund der Erfindung
Die durch das japanische Patentamt 1996 veröffentlichte Tokkai-Hei-8-340663 offenbart einen Elektromotor, der mit einer Mehrzahl von unabhängigen drehenden Rotoren und einem einzelnen Stator versehen ist.
Dieser Motor weist zwei Gruppen von Spulen auf dem Stator auf, der für jeden Rotor bestimmt ist, so dass sich zwei Rotoren separat drehen.
Zwei Drehrichter sind vorgesehen, um den an jeder Gruppe der gekennzeichneten Spulen angelegten elektrischen Strom zu steuern/regeln.
Zusammenfassung der Erfindung
Weil der obige Elektromotor zwei Gruppen von Spulen und zwei Drehrichter verwendet, ergibt sich zwangsläufig ein großer Stromverlust.
In diesem Zusammenhang offenbart das US-Patent 6.049.152 einen Motor/Generator, in dem zwei Rotoren, die Magneten mit unterschiedlichen Anzahlen von Polen aufweisen, durch Anlegen eines zusammengesetzten Stroms an eine einzelne Gruppe von Statorspulen von einem einzelnen Schaltkreis unabhängig gedreht werden.
Jedoch tritt ein Entmagnetisierungseffekt auf, wenn die einander gegenüberliegenden Magnetpole identisch sind. Wenn der Motor/Generator ständig bei hohen Temperaturen verwendet wird, erhöht sich folglich die Möglichkeit der Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften infolge des Entmagnetisierungseffekts.
Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, den Magneten vor der magnetischen Verschlechterung durch Steuern/Regeln des Erregerstroms der Statorspulen zu schützen.
Um die obige Aufgabe zu lösen, sieht diese Erfindung eine Stromsteuer/Regelvorrichtung für diesen Motor/Generator vor, der einen Stator, der mit einer Mehrzahl von Spulen versehen ist, einen ersten Rotor, der mit einer festgelegten Anzahl von magnetischen Polen versehen ist, die dem Stator gegenüberliegen, und einen zweiten Rotor aufweist, der mit weniger magnetischen Polen als der erste Rotor versehen ist. Die magnetischen Pole des zweiten Rotors liegen ebenfalls dem Stator gegenüber.
Die Stromsteuer/Regelvorrichtung umfasst einen Drehrichter, der eine Wellenform eines AC-Leistungsstroms, der durch die Spulen fließt, gemäß eines Signals reguliert, und einen Mikroprozessor. Der Mikroprozessor ist programmiert, um eine Wellenform eines ersten Stroms zu berechnen, der durch die Spulen fließt, welcher ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den ersten Rotor erzeugten Magnetfeld synchron ist, um eine Wellenform eines zweiten Stroms zu berechnen, der durch die Spulen fließt, welcher ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den zweiten Rotor erzeugten Magnetfeld synchron ist, um eine Wellenform eines Korrektionsstroms zu berechnen, der an einer Position, bei der sich ein spezifischer Magnetpol im ersten Rotor und ein Pol des zweiten Rotors mit der gleichen Polarität einander gegenüberstehen, eine Dichte eines durch den spezifischen Magnetpol hindurchgehenden magnetischen Fluss erhöht, und um das Signal, das eine zusammengesetzt Wellenform umsetzt, die eine Wellenform des ersten Stroms, eine Wellenform des zweiten Stroms und eine Wellenform des Korrektionsstroms aufweist, zu erzeugen.
Diese Erfindung sieht auch ein Stromsteuer/Regelverfahren für diesen Motor/Generator vor, der einen Stator, der mit einer Mehrzahl von Spulen versehen ist, einen ersten Rotor, der mit einer festgelegten Anzahl von magnetischen Polen versehen ist, die dem Stator gegenüberliegen, und einen zweiten Rotor aufweist, der mit weniger magnetischen Polen als der erste Rotor versehen ist. Die magnetischen Pole des zweiten Rotors liegen dem Stator ebenfalls gegenüber.
Das Stromsteuer/Regelverfahren umfasst das Berechnen einer Wellenform eines ersten Stroms, der durch die Spulen fließt, welcher ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den ersten Rotor erzeugten Magnetfeld synchron ist, das Berechnen einer Wellenform eines zweiten durch die Spulen fließenden Stroms, der ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den zweiten Rotor erzeugten Magnetfeld synchron ist, das Berechnen einer Wellenform eines Korrektionsstroms, der an einer Position, bei der sich ein spezifischer Magnetpol im ersten Rotor und ein Pol des zweiten Rotors mit der glei chen Polarität einander gegenüberliegen, eine Dichte eines durch den spezifischen Magnetpol hindurchgehenden magnetischen Fluss erhöht; und Versorgen der Spulen mit einem Leistungsstrom einer zusammengesetzten Wellenform, die eine Wellenform des ersten Stroms, eine Wellenform des zweiten Stroms und eine Wellenform des Korrektionsstroms aufweist.
Die Einzelheiten sowie die Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden im Rest der Patentbeschreibung dargelegt und anhand der beigefügten Zeichnung dargestellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Motors/Generators, der für diese Erfindung verwendet wird.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht des Motors/Generators, die einen zusammengesetzten Strom beschreibt, der am Motor/Generator durch eine Steuer/Regelvorrichtung gemäß dieser Erfindung angelegt wird.
3 ist ein Blockdiagramm der Steuer/Regelvorrichtung.
4 ist ein Schaltkreisdiagramm einer Stromquelle und eines Drehrichters gemäß dieser Erfindung.
5 ist ein Diagramm, das einen Verschlechterungsbereich Z eines Magneten beschreibt.
6A bis 6C sind Diagramme, die die Verteilung eines magnetischen Flusses des Motors/Generators beschreiben, wenn keine Korrektur beim zusammengesetzten Strom angewendet wird.
7A bis 7C sind Diagramme, die die Verteilung des mag netischen Flusses des Motors/Generators beschreiben, wenn eine Korrektur des zusammengesetzten Stroms durch die Steuer/Regelvorrichtung ausgeführt wird.
8A bis 8C sind Diagramme, die das Verhältnis zwischen der Korrektur des zusammengesetzten Stroms und des magnetischen Flusses im Motor/Generator beschreiben.
9 ist ein Diagramm, das die Inhalte eines Kennfeldes für einen Koeffizienten K1, der in der Steuer/Regelvorrichtung gespeichert ist, beschreibt.
10A bis 10C sind Diagramme, die die Verteilung des magnetischen Flusses im Motor/Generator beschreiben, wenn die Korrektur des zusammengesetzten Stroms durch die Steuer/Regelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt wird.
11 ist ein Diagramm, das die Wellenform des magnetischen Flusses beschreibt, der einen Innenrotor des Motors/Generators antreibt.
12A bis 12C sind schematische, seitlich und längs laufende Querschnittsansichten eines Motor/Generatortyps, der für diese Erfindung verwendet werden kann.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Gemäß 1 der Zeichnung ist ein Motor/Generator, der für diese Erfindung verwendet wird, mit einem Außenrotor 3 als erstem Rotor und einem Innenrotor 4 als zweitem Rotor versehen. Die Rotoren 3, 4 sind koaxial an festgelegten Abständen auf der Innen- und Außenseite eines zylindrischen Stators 2 angeordnet. Die Magneten sind auf dem Innenrotor 4 mit N-Polen und S-Polen vorgesehen, die sich bezüglich des Stators 2 in 180°-Abständen ausrichten.
Der Außenrotor 3 ist mit einem Magneten versehen, der ein Polverhältnis von 2:1 bezüglich des Innenrotors 4 aufweist. Das heißt, es gibt zweimal mehr Pole auf dem Außenrotor 3. Daher sind die N-Pole und die S-Pole des Magneten des Außenrotors 3 bezüglich des Stators 2 in 90°-Abständen ausgerichtet.
Die Anordnung der magnetischen Pole auf den Rotoren 3 und 4 verhindert, dass der Magnet des Innenrotors 4 eine Drehkraft auf den Magneten des Außenrotors 3 und der Magnet des Außenmotors 3 eine Drehkraft auf den Magneten des Innenrotors 4 aufbringt.
Dieser Punkt wird nachstehend detaillierter beschrieben.
Zuerst wird die Wirkung betrachtet, dass der Magnet des Innenrotors 4 auf den Magneten des Außenrotors 3 wirkt. Wie in 1 dargestellt, bringt der S-Pol des Magneten, der auf dem oberen Bereich des Innenrotors 4 in der Figur angeordnet ist, eine Anziehungskraft auf den N-Pol des Magneten auf dem oberen Bereich des Außenrotors 3 auf und eine Drehkraft wird gegen den Uhrzeigersinn auf den Außenrotor 3 in der Figur aufgebracht. Andererseits bringt der Magnet, der auf dem unteren Bereich des Innenrotors 4 in der Figur angeordnet ist, eine Anziehungskraft auf den N-Pol des Magneten auf dem unteren Bereich des Außenrotors 3 auf und eine Drehkraft wird im Uhrzeigersinn auf den Außenrotor 3 in der Figur aufgebracht. Dieses führt zum Aufheben der Drehkräfte, die durch den Innenrotor 4 auf den Außenrotor 3 aufgebracht werden.
Daher basiert die Drehung des Außenrotors 3 nur auf seiner Relation zum Stator 2 und beruht nicht auf der Relation zur Drehposition des Innenrotors 4. Die Drehung des Innenrotors 4 basiert ebenfalls nur auf seiner Relation zum Stator 2 und beruht nicht auf der Relation zur Drehposition des Außenrotors 3.
Der Stator 2 ist mit drei Statorspulen 6 für jeden magnetischen Pol des Außenrotors 3 versehen. Daher gibt es insgesamt zwölf Spulen 6, die auf die Eisenkerne 7 des Stators 2 gewickelt sind. Ein Ende des Eisenkerns 7, der auf einem Außenumfang des Stators 2 positioniert ist, ist dem Außenrotor 3, und das andere Ende des Eisenkerns 7, das auf einem Innenumfang des Stators 2 des Eisenkerns 7 positioniert ist, ist dem Innenrotor 4 zugewandt. Die Eisenkerne 7 sind in gleichen Abständen auf demselben Kreis angeordnet. Eine Aussparung 8 ist zwischen benachbarten Eisenkernen 7 vorgesehen, um den magnetischen Widerstand dazwischen zu erhöhen.
Ein nicht magnetisches Element kann zwischen benachbarten Eisenkernen 7 anstatt der Ausbildung der Aussparung 8 angeordnet werden.
Um der Einfachheit halber werden die in 1 dargestellten Nummern diesen zwölf Spulen 6 zugeordnet. Um sie von den Teilenummern zu unterscheiden, wird das Symbol # vor einer Nummer wie bei der Spule #6 angeordnet, um eine Spulennummer zu bezeichnen. Die Ströme I₁–I₁₂ fließen in diesen zwölf Spulen #1–#12 hindurch.
Zuerst fließt ein dreiphasiger Wechselstrom durch drei Spulensätze durch, um ein drehendes Magnetfeld bezüglich des Innenrotors 4 zu erzeugen. Insbesondere fließt ein Strom durch die Spulen #1, #2, #7 und #8 hindurch, um somit eine virtuelle Spule um eine virtuelle Achse herum zu bilden, die sich senkrecht mit der Drehachse des Rotors 3(4) schneidet. Zu diesem Zweck fließt ein Strom Id durch die Spulen #1 und #2 in umgekehrter Richtung zu den Spulen #7 und #8 durch, die auf der entgegengesetzten Seite der Drehachse des Rotors 3(4) als Mittelpunkt angeordnet sind. Dies wird durch Ausrichten einer Hälfte des Stroms Id durch die Spule #7 von der Spule #1 und Ausrichten der anderen Hälfte des Stroms Id zur Spule #8 von der Spule #2 ausgeführt. Da die Spulen #1 und #2 und auch die Spulen #7 und #8 infolge dieser Stromversorgung benachbart zueinander sind, tritt dieselbe Situation auf, als wenn der Strom Id durch die oben erwähnte virtuelle Spule fließt, und folglich werden ein N- und ein S-Pol an den beiden Enden einer virtuellen Achse gebildet.
Ähnlich bilden die Spulen #3, #4, #9, #10 einen Satz, und ein Strom Ie fließt durch diese Spulen, als wenn sie eine virtuelle Spule um eine weitere virtuelle Achse herum bilden, die sich um 120° von der zuvor erwähnten virtuellen Achse versetzt dreht.
Ferner bilden die verbleibenden Spulen #5, #6, #11, #12 eine virtuelle Spule um eine weitere virtuelle Achse herum, die sich um 120° versetzt dreht, und ein Strom If fließt durch diese Spulen.
Daher werden drei virtuelle Spulen mit gewickelten Achsen gebildet, die sich um 120° versetzt unterscheiden, und ein N-Pol- und S-Pol-Bereich wird alle 180° gebildet, wie beim Innenrotor 3. Ein dreiphasiger Wechselstrom wird diesen Spulensätzen zugeführt, und die sich ergebende virtuelle Spule verändert ihre Polarität gemäß der Phase des Stroms fortschreitend. Folglich werden zweipolige drehende Magnetfelder gebildet, die den Innenrotor umgeben.
In dieser Ausführungsform wird der Stromfluss durch die Form [#1, #2] = [#7, #8], [#3, #4] = [#9, #10], [#5, #6] = [#11, #12] dargestellt.
Eine Spule mit einer unterstrichenen Nummer bedeutet, dass ein Strom in umgekehrter Richtung von einer Spule mit einer Nummer, die nicht unterstrichen ist, durchfließt.
Als Nächstes fließt ein dreiphasiger Strom durch drei Spulensätze mit folgender Kombination durch, um somit ein Magnetfeld bezüglich des Außenrotors 3 zu erzeugen.
[1] = [4] = [7] = [10], [2] = [5] = [8] = [11], [3] = [6] = [9] = [12]
Mit anderen Worten, ein Strom Ia fließt durch die Spule #4 von der Spule #1 hindurch, und ein Strom Ia wird veranlasst, zur Spule #10 von der Spule #7 zu fließen. Angesichts einer Linie, die einen Zwischenpunkt zwischen der Spule #1 und #4 und einen Zwischenpunkt zwischen Spule #7 und #10 in 1 als virtuelle Achse verbindet, wird eine virtuelle Spule, die die Spule #1 und #4 aufweist, gebildet, und eine virtuelle Spule, die die Spule #7 und #10 aufweist, um die Achse herum infolge des Stroms Ia gebildet.
Wenn der Strom dieser virtuellen Spulen in entgegengesetzter Richtung fließt, wird ein N-Pol z.B. an den beiden Enden der virtuellen Achse und ein S-Pol in der Nähe der Drehachse des Rotors 3(4) in den beiden Sätzen der virtuellen Spulen gebildet. Mit Rücksicht auf den Umfang bezüglich des Außenrotors 3, ist es gleichwertig, N-Pole und S-Pole abwechselnd in 90°-Abständen zu bilden.
Ähnliches gilt für die Spulen #2, #5, #8 und #10, bei denen ein Strom Ib durchfließt. Ähnliches gilt für die Spulen #3, #6, #11 und #12, bei denen ein Strom Ic durchfließt. Infolgedessen werden vierpolige drehende Magnetfelder gemäß des Außenrotors 3 gebildet.
Um die obigen Zustände zu erfüllen, sollten die folgenden Ströme I₁–I₁₂ durch die 12 Spulen 6 durchfließen. I1 = 1/2·Id + Ia I2 = 1/2·Id + Ic I3 = 1/2·If + Ib I4 = 1/2·If + Ia I5 = 1/2·Ie + Ic I6 = 1/2·Ie + Ib I7 = 1/2·Id + Ia I8 = 1/2·Id + Ic I9 = 1/2·If + Ib I10 = 1/2·If + Ia I11 = 1/2·Ie + Ic I12 = 1/2·Ie + Ib
Ein Strom in umgekehrter Richtung wird durch das dem Stromsymbol hinzugefügte Unterstreichen dargestellt.
Als Nächstes wird gemäß 2 die Bestimmung der Ströme beschrieben. 2 ist zu Vergleichszwecken mit dem Motor/Generator in 1 vorgesehen. Im Motor/Generator in 2 sind spezifische Spulen d, f, e für die Drehung des inneren Rotors 4 und spezifische Spulen a, c, b zur Drehung des Außenrotors 3 vorgesehen.
Mit anderen Worten, die inneren Spulen d, f, e bilden drehende Magnetfelder bezüglich des Innenrotors 4 und die äußeren Spulen a, c, b bilden drehende Magnetfelder bezüglich des Außenrotors 3.
Um diese zwei Gruppen von Spulen in der einen Gruppe, die in 1 dargestellt ist, zu kombinieren, von den inneren Spulen in 2, wird die Hälfte des Stromes, der in der Spule d durchfließt, durch jede der Spulen a und c, die in der Umgebung der Spule d sind, aufgenommen, die Hälfte des Stroms, der in der Spule f durchfließt, wird durch jede der Spulen a und c, die in der Umgebung der Spule f sind, aufgenommen und die Hälfte des Stroms, der in der Spule e durchfließt, wird durch jede der Spulen c und b, die in der Umgebung der Spule e sind, aufgenommen. Die Gleichungen für die oben erwähnten Ströme I₁–I₁₂ sind mathematische Ausdrücke dieses Konzepts. Jedoch können die Ströme durch andere hier nachstehend beschriebene Verfahren festgelegt werden.
Wenn dieser festgelegte Strom angelegt wird, können zwei drehende Magnetfelder gleichzeitig gebildet werden, d.h, drehende Magnetfelder bezüglich des Innenrotors 4 und drehende Magnetfelder bezüglich des Außenrotors 3, trotz der Verwendung eines Satzes von Spulen. Ebenfalls geben die drehenden Magnetfelder, die der Stator 2 gemäß des Außenrotors 3 bildet, kein Drehmoment an den Permanentmagneten des Innenrotors 4 ab, und die drehenden Magnetfelder, die der Stator 2 gemäß des Innenrotors 4 bildet, geben kein Drehmoment an die Permanentmagneten des Außenrotors 3 ab.
Die Frequenz der Ströme Id, If, Ie wird auf der Basis einer Ziel-Drehzahl des Innenrotors 4 und die der Ströme Ia, Ic, Ib auf der Basis einer Ziel-Drehzahl des Außenrotors 3 festgelegt.
Auf diese Weise werden in diesem Motor/Generator zwei Rotoren 3 und 4 und ein Stator 2 koaxial in drei Schichten angeordnet, eine Reihe von Spulen 6 ist im Stator 2 vorgesehen, und Ströme fließen zu diesen Spulen 6, um somit drehende Magnetfelder innerhalb und außerhalb zu erzeugen, die in der Anzahl der Anzahl der magnetischen Pole des Rotors 3 und 4 gleich sind.
Wenn einer der Rotoren 3 und 4 als Motor und der andere als Generator angetrieben wird, kann daher ein Differenzstrom zwischen der Motorantriebskraft und der Generatorantriebskraft in den Spulen 6 fließen. Es ist nicht notwendig, spezifische Spulen für die Rotoren 3 und 4 separat vorzusehen, wie beim zuvor erwähnten Stand der Technik. Daher werden die Stromverluste stark reduziert.
Da die Drehung der beiden Rotoren 3 und 4 durch einen einzelnen Drehrichter 12 gesteuert/geregelt werden können, können ferner die Kosten des Drehrichters reduziert werden, und da die Transistorkapazität des Leistungsschaltens des Drehrichters reduziert wird, verbessert sich die Schaltwirkung.
Die obige Anordnung des Motors/Generators ist dieselbe wie die im US-Patent 6.049.152 offenbarte. Der im US-Patent 6.049.152 offenbarte Motor/Generatortyp ist nicht auf ein Polverhältnis von 2:1 zwischen den zwei Rotoren begrenzt und andere Verhältnisse, wie z.B. 3:1, können ebenfalls verwendet werden.
Gemäß 3 wird nun die Steuer/Regelvorrichtung, die die Steuerung/Regelung des für den Motor/Generator 1 vorgesehenen Stroms ausführt, beschrieben.
Die Steuer/Regelvorrichtung ist mit einem Drehrichter 12 versehen, der einen DC-Strom von der Batteriequelle 11 in einen AC-Strom umwandelt, um die zusammengesetzten Ströme I₁–I₁₂ am Stator 2 anzulegen. Der Drehrichter 12 ist ein normaler dreiphasiger Brückentyp-Drehrichter, modifiziert auf zwölf Phasen, und ist mit 24 Transistoren Tr₁–Tr₂₄ und einer entsprechenden Anzahl von Dioden versehen.
Ein EIN/AUS-Signal, das zu jedem Gatter des Drehrichters 12 übermittelt wird, d.h. zur Basis der Transistoren, ist ein Pulsbreiten-Modulations-Signal (PWM).
Die Steuer/Regelvorrichtung ist mit Drehwinkelsensoren 13 und 14 versehen, um die Phasen des Rotors 3 und 4 zu erfassen. Die Signale von diesen Sensoren 13 und 14 werden in eine Steuereinheit 15 eingegeben. Ein Temperatursensor 16 ist auf dem Stator 2 befestigt, um somit die Temperatur der Magneten der Rotoren 3 und 4 zu erfassen. Die Signale vom Temperatursensor 16 werden ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben.
Die Steuereinheit 15 umfasst einen Mikrocomputer, der mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Festwertspeicher (ROM), einem Arbeitsspeicher (RAM) und einer Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle (I/O-Interface) versehen ist. Die Steuereinheit 15 gibt ein PWM-Signal im Drehrichter 12 ein, das auf positiven oder negativen Drehmomentbefehlswerten, die in die Steuereinheit 15 eingegeben sind, basiert, die die auf den Außenrotor 3 und den Innenrotor 4 aufzubringenden gewünschten Drehmomente spezifizieren. Der Drehrichter 12 legt die AC-Ströme an den Spulen #1-#12 auf der Basis der PWM-Signale an.
Wenn ein zusammengesetzter Strom in einer der Spulen 6 in dem Zustand fließt, bei dem die Magnetpole des Außenrotors 3 und des Innenrotors 4, der der Spule 6 zugewandt ist, die gleichen S-Pole oder N-Pole sind, tritt ein Entmagnetisierungseffekt zwischen den Magneten auf.
Wenn der Motor/Generator ständig bei hohen Temperaturen betrieben wird, führt der Entmagnetisierungseffekt zur Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften des Magneten.
Wie in 5 dargestellt, wird der Verschlechterungsbereich Z des Magneten durch die Temperatur Tc des Magneten, die Magnetflussdichte B und die magnetische Feldstärke H begrenzt.
Es sollte beachtet werden, dass die magnetische Feldstärke H in der Figur einen negativen Wert aufweist.
Der Entmagnetisierungseffekt wird nun gemäß den 6A bis 6C beschrieben.
6B stellt die Magnetflussdichte B1–B3 dar, die durch die Spulen #1-#12 erzeugt wird, wenn ein zusammengesetzter Strom mit einem ersten Strom und einem zweiten Strom auf jeder der Spulen #1-#12 angelegt wird. In der Figur werden die Spulen #1-#12, die auf einem Ringumfang angeordnet sind, auf einer geraden Linie zu Erläuterungszwecken verlängert. Die Nummern auf der horizontalen Achse von 6B stellen die Spulennummern dar und jede Nummer stellt die Mittelstellung von jeder Spule dar. Die vertikale Achse von 6B stellt die Magnetflussdichte dar. 6A stellt die Magnetflussdichte des Innenrotors 3 und 6C die Magnetflussdichte des Außenrotors 4 dar. Die Magnetflussdichte, die durch die Spulen #1-#12 erzeugt wird, entspricht dem an den Spulen #1-#12 angelegten Strom.
Die Magnetflussdichte B1 zum Antreiben des Außenrotors 3 wird durch einen ersten Strom und die Magnetflussdichte B2 zum Antreiben des Innenrotors 4 wird durch einen zweiten Strom erzeugt. Die Magnetflussdichte B3 stellt die Kombination der Magnetflussdichten B1 und B2 dar.
Um die Beschreibung zu vereinfachen, stellen die Figuren augenblickliche Werte dar, wenn sich die Rotoren 3 und 4 im sta tionären Zustand befinden, und die Magnetflüsse, die durch die Spulen 6 zum Antreiben des Rotors 3 erzeugt werden, weisen jeweils dieselbe Phase wie die Magnetflüsse der Magneten der Rotoren 3, 4 auf.
Weil die Magnetflussdichte des Magneten nicht ohne Kenntnis des magnetischen Widerstandes an dem Punkt, wo der Magnetfluss hindurchgeht, bekannt sein kann, wurden die Magnetflüsse der 6A und 6B durch die Annahme ausgezeichnet, dass der magnetische Widerstand konstant ist und die Verteilung der Magnetflüsse in den Magneten durch die Normalverteilung dargestellt wird.
In 6B werden die Amplitude der Magnetflussdichte B1, die den Außenrotor 3 antreibt, und die der Magnetflussdichte B2, die den Innenrotor 4 antreibt, gleichgesetzt. Das heißt, dass die Amplitude des ersten Stroms und die Amplitude des zweiten Stroms, der den Magnetfluss erzeugt, auch gleich sind. Das Festlegen der Amplituden auf diese Weise erhöht die Energiewirkung des Motors/Generators.
In den 6A–6C liegt der S-Pol des Innenrotors 4 dem N-Pol des Außenrotors 3 in einem Zustand gegenüber, in dem die Spulen #1, #2, #6, #7 dazwischen angeordnet sind. Ein Magnetfluss fließt zum S-Pol des Innenrotors 4 vom N-Pol des Außenrotors 3 durch diese Spulen.
Die Spulen #3, #4, #5 sind zum S-Pol des Außenrotors 3 und dem des Innenrotors 4 benachbart. Das Fließen des magnetischen Flusses wird nicht zwischen den Magneten des Außenrotors 3 und des Innenrotors 4 in diesem Bereich erzeugt. Der S-Pol des Außenrotors 3 weist eine engere Breite oder Winkelbereich als der S-Pol des Innenrotors 4 auf.
Infolge dieser Tatsache ist der in den 6A bis 6C dargestellt S-Pol des Außenrotors 3 vom N-Pol des Innenrotors 4 weit entfernt, so dass sich überhaupt kein Zustrom des magnetischen Flusses vom N-Pol des Innenrotors 4 zum S-Pol des Außenrotors 3 in der linken Hälfte von 6C ergibt.
Die Magnetflussdichte B1, die den Außenrotor 3 in diesem Zustand antreibt, weist einen Wert kleiner als 0 an der Stelle von Spule #4 auf.
Andererseits ist die Magnetflussdichte B2, die den Innenrotor 4 antreibt, ein positiver Wert, der gleich dem Absolutwert der magnetischen Flussdichte B1 ist.
Folglich nimmt der zusammengesetzte Fluss B3 der Magnetflussdichte B1 und der Magnetflussdichte B2 einen Wert von 0 an der Stelle der Spule #4 an.
Da es keinen Zustrom des Magnetflusses, weder vom Innenrotor 4 noch vom Stator 2, in den S-Pol des Außenrotors 3 gibt, erfährt er einen Entmagnetisierungseffekt.
Wenn der Entmagnetisierungseffekt bei hohen Temperaturen auftritt, heißt das, dass die Betriebszustände des Motors/Generators gemäß des Verschlechterungsbereichs Z in 5 und der magnetischen Eigenschaften des Magnets des Außenrotors 3 daher gemindert werden können.
Diese Erfindung vermeidet die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften des Magneten durch Steuern/Regeln des in den Spulen #1-#12 des Stators 2 fließenden Stroms. Das heißt, der Strom wird gesteuert/geregelt, um den Scheitel der Magnetflussdichte B2, der an der Stelle der Spule #4 erreicht wird, zu reduzieren. Die Steuereinheit 15 modifiziert die Stromwel lenform zu diesem Zweck und die PWM-Signale werden zum Drehrichter 12 ausgesandt, so dass die Ströme mit der modifizierten Wellenform an den Spulen 6 angelegt werden.
Die Magnetflussdichte B1 an einem Winkel 0 des Außenrotors 3 wird durch die nachstehende Gleichung (1) dargestellt. Die Magnetflussdichte B2 an einem Winkel 0 des Innenrotors 4 wird durch die nachstehende Gleichung (2) dargestellt. B1 = Bm2·sin(2•ω1•t – 2·Θ) (1) B2 = Bm1·sin(ω2•t + α – Θ) (2)wobei

Bm2: = 1/2 der Amplitude der Magnetflussdichte B1,
Bm1: = 1/2 der Amplitude der Magnetflussdichte B2 (=Bm2),
ω₁: = Winkelgeschwindigkeit des Außenrotors 3,
ω₂: = Winkelgeschwindigkeit des Innenrotors 4,
t: = verstrichene Zeit nach Übereinstimmung der Phasen der Statorspule 6 und des Magneten des Außenrotors 3, und
α: = die Phasendifferenz des Magneten des Innenrotors 4 und des Magneten des Außenrotors 3 zum Zeitpunkt t = 0.

α und Θ weisen einen Wert von 0 im in den 6A bis 6C dargestellten Zustand auf. Daher kann die Gleichung (2) in der nachstehenden Weise umgeschrieben werden. B2 = Bm1·sin(ω2·t) (3)
Eine korrigierte Magnetflussdichte B2A wird durch Hinzufügen der dritten harmonischen Teilschwingung B23, die durch Gleichung (4) ausgedrückt wird, zur Gleichung (3) berechnet. B23 = Bm1·sin(3·ω2·t) (4) B2A = B2 + K1·B23 (5) wobei K1 = Koeffizient.
Die 7A bis 7C stellen die Veränderung in der Magnetflussdichte dar, wenn die korrigierte Magnetflussdichte B2A, die durch Gleichung (4) berechnet wird, anstatt der Magnetflussdichte B2 angewendet wird.
Die Wellenform der Magnetflussdichte B2A wird in 7B dargestellt. Wenn eine korrigierte Magnetflussdichte B2A anstatt der Magnetflussdichte B2 verwendet wird, wie in der Figur dargestellt, verschiebt sich die zusammengesetzte magnetische Flussdichte B3 in den negativen Bereich an der Spule #4.
Der Scheitelwert der korrigierten Magnetflussdichte B2A an der Spule #4 ist kleiner als der Scheitelwert der Magnetflussdichte B2, die in 6B dargestellt ist. Folglich entsteht ein Fließen des Magnetflusses im Eisenkern der Spule #4 zum Außenrotor 3 vom Innenrotor 4.
Folglich wird der in den S-Pol des Magneten des Außenrotors 3 fließende Magnetfluss erhöht.
Auch wenn die korrigierte Magnetflussdichte B2A anstatt der Magnetflussdichte B2 angewandt wird, verändert sich der Effektivwert (RMS) des zusammengesetzten Stroms, der die zusammengesetzte Magnetflussdichte B3 verwertet, nicht von dem RMS, wenn die Magnetflussdichte B2 verwendet wird.
Das Fließen des Magnetflusses wird gemäß den 8A bis 8C beschrieben.
Ein Magnetfluss β1 durch die Spule #4 von der Innenspule 4 zur Außenspule 3 umfasst einen Magnetfluss β4 und einen Magnet fluss β5.
Der Magnetfluss β4 wird auf der Außenfläche des Innenrotors 4 durch einen Teil des Magnetflusses β2, der durch die Spule #2 fließt, gebildet. Der Magnetfluss β5 wird auf der Außenfläche des Innenrotors 4 durch einen Teil des Magnetflusses β3, der durch die Spule #6 fließt, gebildet. Der Magnetfluss β4 und β5 verbinden sich an einer Stelle, die der Spule #4 zugewandt ist, und bilden danach den Magnetfluss β1. Der Magnetfluss β1 wird infolge der Erhöhung des Magnetflusses β2 und β3 der Spulen #2 und #6 durch die dritte harmonische Teilschwingung B23 erzeugt.
In 5 existiert der Verschlechterungsbereich Z nicht in einem Bereich mit einer Temperatur, die niedriger als die Magnettemperatur T2 ist. Somit muss ein in den Spulen #1-#12 fließender zusammengesetzter Strom nicht in Temperaturbereichen, die kleiner als T2 sind, korrigiert werden.
Wenn die Magnettemperatur größer als T2 ist, wenn die Entmagnetisierung infolge der kleinen Magnetflussdichte B auftritt, fällt der Betriebszustand in den Verschlechterungsbereich Z.
Im Temperaturbereich oberhalb der Temperatur T2 werden daher große harmonische Teilschwingungen dem zusammengesetzten Strom hinzugefügt, um somit zu verhindern, dass der Magnet des Außenrotors 3 in seinen magnetischen Eigenschaften gemindert wird.
Die Temperatureigenschaften des Magneten verändern sich abhängig vom Material des Magneten sehr stark, so dass die Temperatur T2 experimentell bestimmt wird.
Die Steuereinheit steuert/regelt den Leistungsstrom der Spulen #1-#12 als Antwort auf die Temperatur des Magneten auf der Basis der obigen Kriterien.
In dieser Ausführungsform wird die Temperatur Tc der Spulen 6 durch den Temperatursensor 16 als ein Näherungswert der Temperatur des Magneten des Außenrotors 3 erfasst.
Ein Kennfeld des Koeffizienten K1, wie in 9 dargestellt, wird vorab in der Steuereinheit 15 gespeichert. Wenn die Spulentemperatur Tc oberhalb einer Temperatur T3 (T3 > T2) ist, sucht die Steuereinheit 15 im Kennfeld von 9 nach einem Wert Θ zwischen 0 und 1 gemäß der Temperatur Tc und legt diesen Wert von Θ als Koeffizient K1 fest. Die Steuereinheit 15 berechnet die korrigierte Magnetflussdichte B2A unter Verwendung der Gleichung (4) und des Koeffizienten K1. Danach berechnet die Steuereinheit 15 die zusammengesetzte Magnetflussdichte B3 aus Gleichung (6). B3 = B1 + B2A (6)
Wenn die Spulentemperatur Tc kleiner als die Temperatur T2 ist, wird die zusammengesetzte Magnetflussdichte B3 aus Gleichung (7) berechnet. B3 = B1 + B2 (7)
Der Temperaturbereich zwischen den Temperaturen T2 und T3 wird als Hysteresebereich betrachtet. Gleichung (6) wird mit sinkenden Spulentemperaturen Tc und Gleichung (7) mit steigenden Spulentemperaturen Tc verwendet. Es ist also möglich, zwischen den Gleichungen (6) und (7) bei einer Temperatur T2, die die Anfangstemperatur des Verschlechterungsbereichs Z ist, ohne Festlegen eines Hysterebereichs zu wechseln.
Die Winkelgeschwindigkeit ω₁ des Außenrotors 3, die das Berechnen von Gleichung (1) erfordert, und die Winkelgeschwindigkeit ω₂ des Innenrotors 4, die das Berechnen von Gleichung (2) erfordert, werden von jedem Drehmoment-Sollwert des Innenrotors 4 und des Außenrotors 3 berechnet, die in die Steuereinheit 15 eingegeben sind.
Nach Ausführen des obigen Ablaufs sendet die Steuereinheit 15 ein PWM-Signal zum Drehrichter 12 aus, so dass ein AC-Strom gemäß der berechneten zusammengesetzten Magnetflussdichte B3 an der Statorspule 6 angelegt wird.
Wenn ein zusammengesetzter Strom gemäß der Gleichung (7) in den Statorspulen 6 des Motors/Generators 1 fließt, wird die zusammengesetzte Magnetflussdichte B3 an der Spule #10 erhöht, wo sich die Scheitel der Magnetflussdichten B1 und B2 in der gleichen Richtung überlagern. Wenn Gleichung (6) angewandt wird, d.h., es wird die korrigierte Magnetflussdichte B2A verwendet, werden die Scheitelwerte begrenzt, wie in 7B dargestellt. Die Korrektur der Magnetflussdichte B2 bietet den erwünschten Effekt, die magnetische Sättigung zu verhindern oder die Vergrößerungen beim Ausmaß der Vorrichtung zu unterdrücken, um die magnetische Sättigung zu vermeiden.
Eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung wird gemäß den 10A bis 10C beschrieben.
In der ersten Ausführungsform wird der Scheitelwert der Magnetflussdichte B2, die den Innenrotor 4 antreibt, der weniger Magnetpole aufweist, an der Stelle der Spule #4 unterdrückt, wo die gleichen Pole des Außenrotors 3 und des Innenrotors 4 einander gegenüberliegen.
In der zweiten Ausführungsform wird der gleiche Effekt wie in der ersten Ausführungsform durch umgekehrtes Erhöhen des Scheitelwertes der Magnetflussdichte B1 erhalten, die den Außenrotor 3 antreibt, der die größere Anzahl von Magnetpolen aufweist.
Um diese Steuerung/Regelung umzusetzen, wird eine korrigierte Magnetflussdichte B1A durch Hinzufügen einer fünften harmonischen Teilschwingung B15, die durch Gleichung (8) ausgedrückt wird, zur obigen Gleichung (1) berechnet. B15 = Bm2·sin5·(2·ω1·t – 2·Θ) (8) B1A = Bm2·sin(2·ω1·t – 2·Θ) + 1/5·Bm2·sin5·(2·ω1·t – 2·Θ) (9)
Wenn die Spulentemperatur Tc oberhalb der Temperatur T3 ist, berechnet die Steuereinheit 15 eine zusammengesetzte Magnetflussdichte B3 aus der Gleichung (10) unter Verwendung der korrigierten Magnetflussdichte B1A, die aus der Gleichung (9) berechnet wurde. B3 = B1A + B2 (10)
In dieser Ausführungsform, wie in 10B dargestellt, verschiebt sich die zusammengesetzte Magnetflussdichte B3 an der Stelle von Spule #4 in den negativen Bereich durch die Verwendung der korrigierten Magnetflussdichte B1A. Folglich wird ein Fließen des Magnetflusses vom Innenrotor 4 zum Außenrotor 3 durch den Eisenkern von Spule #4 erzeugt.
Die obige Erläuterung hat ein Verfahren zum Reduzieren des Scheitels durch Hinzufügen einer dritten harmonischen Teilschwingung zur Magnetflussdichte, die den Rotor mit den wenigeren Magnetpolen antreibt, und ein Verfahren zum Erhöhen des Scheitels durch Hinzufügen einer fünften harmonischen Teil schwingung zur Magnetflussdichte, die den Rotor mit der größeren Anzahl von Magnetpolen antreibt, erwähnt. Jedoch ist diese Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt und verschiedene harmonische Teilschwingungen können für die Korrektur innerhalb des nachstehend beschriebenen Bereichs verwendet werden.
11 stellt die Basiswellenform der magnetischen Flussdichte B2 des Innenrotors 4, der weniger Magnetpole aufweist, und die entsprechende Wellenform der hohen harmonischen Teilschwingung dar. Die hohen harmonischen Teilschwingungen, die den Scheitel der Basiswellenform reduzieren, bilden eine Wellenform, die einen negativen Scheitel an Winkeln aufweist, an denen die Basiswellenform einen positiven Scheitel bildet, und einen positiven Scheitel an Winkeln aufweist, an denen die Basiswellenform einen negativen Scheitel bildet.
Eine harmonische Teilschwingung (4n-1). Ordnung, wobei n eine natürliche Zahl ist, wie z.B. die dritte harmonische Teilschwingung oder die siebte harmonische Teilschwingung, erfüllt die obigen Bedingungen. Jedoch zusätzlich zur Anwendung von nur einer dieser harmonischen Teilschwingungen (4n-1).Ordnung, ist es auch möglich, eine Schwingung (4n-1). Ordnung mit anderen harmonischen Teilschwingungen mit höherer ungerader Ordnung, wie z.B. der fünften oder neunten harmonischen Teilschwingung, zu kombinieren.
In diesem Fall werden geeignete Koeffizienten jeweils mit den anderen ungeraden hohen harmonischen Teilschwingungen plus der dritten harmonischen Teilschwingung, der Basiswellenform plus der siebten harmonischen Teilschwingung, der Basiswellenform plus der dritten harmonischen Teilschwingung plus der fünften harmonischen Teilschwingung, der Basiswelleform plus der dritten harmonischen Teilschwingung plus der fünften harmonischen Teilschwingung plus der siebten harmonischen Teilschwingung usw. multipliziert.
Andererseits ist es nicht möglich, zusammengesetzte Komponenten, die nicht die harmonischen Teilschwingungen (4n-1). Ordnung enthalten, wie z.B. die Basiswellenform plus der fünften harmonischen Teilschwingung, die Basiswellenform plus der neunten harmonischen Teilschwingung, die Basiswellenform plus der fünften harmonischen Teilschwingung plus der neunten harmonischen Teilschwingung, für die Korrektur der magnetischen Flussdichte B2 zu verwenden.
Die Koeffizienten, die jeweils mit den harmonischen Teilschwingungen bei der Berechnung der korrigierten magnetischen Flussdichte B2A multipliziert werden, sind die Umkehrfunktion der Ordnungszahlen der harmonischen Teilschwingungen, wie in der nachstehenden Gleichung (11) dargestellt. B2A = Bm1·sin(ω2·t) + 1/3·Bm1·sin(3·ω2·t) + 1/5·Bm1·sin(5·ω2·t) (11) + 1/7·Bm1·sin(7·ω2·t) + ... (11)
Gemäß der Gleichung (11) erlangt die Wellenform nach der Korrektur eine rechteckige Form, wenn sich die Anzahl der verwendeten harmonischen Teilschwingungen erhöht.
Andererseits, wenn die Korrektur infolge der hohen harmonischen Teilschwingungen auf die magnetische Flussdichte B1 des Außenrotors 3, der die größere Anzahl von Polen aufweist, angewendet wird, sollte eine harmonische Teilschwingung (4n+1). Ordnung, wie z.B. die fünfte harmonische Teilschwingung oder die neunte harmonische Teilschwingung, die den Scheitel der Basiswellenform erhöht, hinzugefügt werden.
Außerdem ist es möglich, wie im Fall der Korrektur der magnetischen Flussdichte B2, eine Korrektur durch Anwenden einer Mehrzahl von hohen harmonischen Teilschwingungen, wobei eine harmonische Teilschwingung von (4+1). Ordnung überwiegend ist, durchzuführen.
Motoren/Generatoren, auf die diese Erfindung angewendet wird, sind Motoren/Generatoren, in denen die Magneten von zwei Rotoren durch einen Stator magnetisch entgegenstehen. In der ersten und zweiten Ausführungsform sind der Stator und die beiden Rotoren in radialer Richtung überlagert.
Jedoch kann diese Erfindung auch auf einen Motor/Generator 100 angewendet werden, wie in den 12A bis 12B dargestellt. Dieser Motor/Generator 100 ist mit zwei Rotoren 3 und 4 versehen, die koaxial in Reihe an einer Innenseite des Stators 2 angeordnet sind.
Der Rotor 3 ist mit vier magnetischen Polen und der Rotor 4 mit zwei magnetischen Polen versehen. Der Stator 2 ist mit Eisenkernen 7A, die dem Rotor 3 gegenüberliegen, und der gleichen Anzahl von Eisenkernen 7B, die dem Rotor 4 gegenüberliegen, versehen. Die Eisenkerne 7A, 7B sind magnetisch verbunden und die Spulen 6 nur auf die Eisenkerne 7B gewickelt.
Der Motor/Generator 100 stellt die Magneten des Rotors 3 und die Magneten des Rotors 4 magnetisch durch den Stator 2 gegenüber. Somit ist es möglich, die Verschlechterung des Magneten des Rotors 3 gemäß des Entmagnetisierungseffekts durch Anwenden einer Stromsteuerung/Regelung bei den Spulen 6 durch diese Erfindung zu verhindern.
Obwohl die obigen Ausführungsformen für den Fall beschrieben worden sind, wo der Motor/Generator 1 als ein Motor arbeitet, ist diese Erfindung auch anwendbar, wenn er als Generator arbeitet. Wenn der Motor/Generator 1 als Generator arbeitet, werden die Rotoren 3, 4 mechanisch angetrieben, so dass die Statorspulen 6 den Leistungsstrom erzeugen. Der Wechselstrom, der durch die Statorspulen erzeugt wird, wird in Gleichstrom durch den Drehrichter 12 umgewandelt, der nun als ein AC/DC-Konverter arbeitet. Die Steuereinheit 15 steuert/regelt den Drehrichter 12, so dass der Wechselstrom eine Wellenform aufweisen wird, die nicht die Entmagnetisierung des Magneten des Außenrotors 3 bewirkt.
Obwohl die Erfindung durch Bezugnahme zu bestimmten Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Abänderungen und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen erscheinen den Durchschnittsfachleuten im Licht der beigefügten Ansprüche.
Die Ausführungsformen dieser Erfindung, in denen eine exklusive Eigenschaft oder Privileg beansprucht wird, wird wie folgt definiert.

Claims

Strom-Steuer/Regelvorrichtung für einen Motor/Generator, wobei der Motor/Generator einen Stator (2), der mit einer Mehrzahl von Spulen (6) versehen ist, einen ersten Rotor (3), der mit einer festgelegten Anzahl von magnetischen Polen versehen ist, die dem Stator (2) gegenüberliegen, und einen zweiten Rotor (4), der mit weniger magnetischen Polen als der erste Rotor (1) versehen ist, aufweist, wobei die magnetischen Pole des zweiten Rotors (4) ebenfalls dem Stator (2) gegenüberliegen, wobei die Steuer/Regelvorrichtung folgendes aufweist: einen Drehrichter (12), der eine Wellenform eines AC-Leistungsstroms, der durch die Spulen (6) fließt, gemäß eines Signals reguliert; und einen Mikroprozessor (15), der programmiert ist zum: Berechnen einer Wellenform eines ersten Stroms, der durch die Spulen (6) fließt, der ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den ersten Rotor (3) erzeugten Magnetfeld synchron ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (15) ferner programmiert ist zum: Berechnen einer Wellenform eines zweiten Stroms, der durch die Spulen (6) fließt, der ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den zweiten Rotor (4) erzeugten Magnetfeld synchron ist; Berechnen einer Wellenform eines Korrektionsstroms, der an einer Position, wo ein spezifischer Magnetpol im ersten Rotor (3) und ein Pol des zweiten Rotors (4) mit der gleichen Polarität einander gegenüber stehen, eine Dichte eines durch den spezifischen Magnetpol hindurchgehenden magnetischen Fluss erhöht; und Erzeugen des Signals, das eine zusammengesetzte Wellenform umsetzt, die eine Wellenform des ersten Stroms, eine Wellenform des zweiten Stroms und eine Wellenform des Korrektionsstroms aufweist.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Wellenform des Korrektionsstroms eine Wellenform einer harmonischen Teilschwingung des zweiten Stroms aufweist, der einen Spitzenwert des zweiten Stroms reduziert.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die harmonische Teilschwingung eine Ordnung aufweist, die durch (4n-1) definiert ist, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Wellenform des Korrektionsstroms eine harmonische Teilschwingung mit einer Ordnung aufweist, die durch (4n-1) des zweiten Stroms definiert und durch einen Koeffizienten multipliziert wird, der gleich 1/(4n-1) ist, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Wellenform des Korrektionsstroms eine weitere harmonische Teilschwingung mit einer Ordnung aufweist, die durch (4n – 1) des zweiten Stroms definiert und durch einen weiteren Koeffizienten, der gleich 1/(4n-1) ist, multipliziert wird.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Wellenform des Korrektionsstroms eine Wellenform einer harmonischen Teilschwingung des ersten Stroms aufweist, der einen Scheitelwert des ersten Stroms erhöht.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die harmonische Teilschwingung eine Ordnung aufweist, die durch (4n+1) definiert ist, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Wellenform des Korrektionsstroms eine harmonische Teilschwingung mit einer Ordnung aufweist, die durch (4n+1) des ersten Stroms definiert und durch einen Koeffizienten, der gleich 1/(4n+1) ist, multipliziert wird, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Wellenform des Korrektionsstroms eine weitere harmonische Teilschwingung mit einer Ordnung aufweist, die durch (4n+1) des ersten Stroms definiert und durch einen weiteren Koeffizienten, der gleich 1/(4n+1) ist, multipliziert wird.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuer/Regelvorrichtung ferner einen Sensor (16) aufweist, der eine Temperatur des ersten Rotors (3) erfasst; und der Mikroprozessor (15) ferner zum Einstellen des Korrektionsstroms auf Null programmiert ist, wenn die Temperatur des ersten Rotors (3) niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Mikroprozessor (15) ferner zum Erhöhen des Verhältnisses der Wellenform des Korrektionsstroms in der Wellenform des zusammengesetzten Stroms programmiert ist, während die Temperatur des ersten Rotors (3) in einem Bereich ansteigt, der höher als die festgelegte Temperatur ist.
Strom-Steuer/Regelvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Sensor (16) einen Sensor (16) aufweist, der eine Temperatur des Stators (2) erfasst.
Strom-Steuer/Regelverfahren für einen Motor/Generator, wobei der Motor/Generator einen Stator (2), der mit einer Mehrzahl von Spulen (6) versehen ist, einen ersten Rotor (3), der mit einer festgelegten Anzahl von magnetischen Polen versehen ist, die dem Stator (2) gegenüberliegen, und einem zweiten Rotor (4) aufweist, der mit weniger magnetischen Polen als der erste Rotor (1) versehen ist, wobei die magnetischen Pole des zweiten Rotors (4) ebenfalls dem Stator (2) gegenüberliegen, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Berechnen einer Wellenform eines ersten Stroms, der durch die Spulen fließt, der ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den ersten Rotor erzeugten Magnetfeld synchron ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgendes aufweist: Berechnen einer Wellenform eines zweiten durch die Spulen fließenden Stroms, der durch ein drehendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem durch den zweiten Rotor erzeugten Magnetfeld synchron ist; Berechnen einer Wellenform eines Korrektionsstroms, der an einer Position, wo ein spezifischer Magnetpol im ersten Rotor und ein Pol des zweiten Rotors mit der gleichen Polarität einander gegenüberliegen, eine Dichte eines durch den spezifischen Magnetpol hindurchgehenden magnetischen Fluss erhöht; und Versorgen der Spulen mit einem Leistungsstrom einer zusammengesetzten Wellenform, die eine Wellenform des ersten Stroms, eine Wellenform des zweiten Stroms und eine Wellenform des Korrektionsstroms aufweist.