JP2021035307A - Control device for motor - Google Patents

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服部　宏之
Hiroyuki Hattori
宏之 服部
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Toyota Motor Corp
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Abstract

To provide a control device for a motor that is able to restrict an increase in energy loss, resulting from supporting of a rotary shaft, while inhibiting an increase in the size of a motor.SOLUTION: A control device for motor comprises: a bearing supporting a rotary shaft; a drive coil provided in a stator; and a support coil provided on the stator and supporting the rotary shaft in a levitating manner by means of electromagnetic force corresponding to an electric current to be supplied. In a case where torque required for a motor is less than predetermined torque T1, an electrical current matching an electromagnetic force for supporting the rotary shaft is supplied to the support coil. In a case where the required torque is equal to or greater the predetermined torque T1, an electrical current is supplied to the support coil so that the required torque has electromagnetic force smaller than that in a case where the required torque is less than the predetermined torque T1, or an electrical current for supporting the rotary shaft is not supplied to the support coil.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、通電される電流値に応じた電磁力によってロータ軸を支持することができるモータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a motor control device capable of supporting a rotor shaft by an electromagnetic force corresponding to an energized current value.

特許文献１には、モータと、そのモータの軸線方向における両側に配置された磁気ベアリングとを備えた電動コンプレッサーが記載されている。この磁気ベアリングは、モータの出力軸に連結されたロータと、そのロータの外周側に配置されるとともに巻き線が巻き付けられたステータとにより構成されており、その巻き線に通電することにより電磁力を発生させてモータの出力軸を浮揚状態で支持するように構成されている。また、磁気ベアリングを貫通したモータの出力軸には、機械式のベアリングが取り付けられており、モータの始動あるいは停止動作中などに機械式のベアリングがモータの出力軸を支持するように構成されている。 Patent Document 1 describes an electric compressor including a motor and magnetic bearings arranged on both sides of the motor in the axial direction. This magnetic bearing is composed of a rotor connected to the output shaft of the motor and a stator arranged on the outer peripheral side of the rotor and around which a winding is wound. By energizing the winding, an electromagnetic force is applied. Is configured to support the output shaft of the motor in a floating state. In addition, a mechanical bearing is attached to the output shaft of the motor that penetrates the magnetic bearing, and the mechanical bearing is configured to support the output shaft of the motor during the start or stop operation of the motor. There is.

特開２０１４−７９５１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-7951

特許文献１に記載された電動コンプレッサーは、モータの出力軸を支持する磁気ベアリングがモータの外部に設けられているため、装置が大型化する可能性がある。一方、装置を小型化するために、回転軸を支持する電磁力を発生させるコイルを、モータを構成するステータに設けるとすると、モータのトルクを発生させるための磁束と、回転軸を支持する電磁力を発生させるための磁束とがロータコアを通過することとなる。ロータコアを通過する磁束密度は、ロータコアの材料や大きさなどに応じたものとなるため、モータから高トルクを出力することが要求されている場合に回転軸を支持するための磁束を確保するためには、その磁束を発生させる電流を増大させ、または、ロータコアを大型化させることになる。 In the electric compressor described in Patent Document 1, since a magnetic bearing for supporting the output shaft of the motor is provided outside the motor, the device may become large in size. On the other hand, if a coil that generates an electromagnetic force that supports the rotating shaft is provided in the stator that constitutes the motor in order to reduce the size of the device, the magnetic flux for generating the torque of the motor and the electromagnetic force that supports the rotating shaft are provided. The magnetic flux for generating the force passes through the rotor core. Since the magnetic flux density passing through the rotor core depends on the material and size of the rotor core, in order to secure the magnetic flux for supporting the rotating shaft when high torque is required to be output from the motor. In order to increase the current for generating the magnetic flux, or to increase the size of the rotor core.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、モータが大型化することを抑制しつつ、回転軸を支持することによるエネルギー損失の増大を抑制できるモータの制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made by paying attention to the above technical problems, and provides a motor control device capable of suppressing an increase in energy loss due to supporting a rotating shaft while suppressing an increase in size of the motor. The purpose is to do.

上記の目的を達成するために、この発明は、回転軸に一体化されかつ磁石を有するロータと、前記ロータと同心円状に配置された環状のステータと、前記固定部材に嵌合しかつ前記回転軸が挿入された軸受と、前記ステータの円周方向に所定の間隔を空けて配置された複数のコイルとを備え、前記複数のコイルのうちの少なくともいずれか一つの駆動コイルに通電することにより前記ロータにトルクを発生させ、かつ前記駆動コイルまたは前記複数のコイルの他のいずれか一つの支持コイルに通電することにより前記回転軸を浮揚状態で支持するための電磁力を発生させることができるモータの制御装置において、前記駆動コイルおよび前記支持コイルに通電する電流を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記モータに要求される要求トルクを求め、前記要求トルクが所定トルク未満の場合は、前記回転軸を支持するための電磁力に応じた電流を前記駆動コイルまたは前記支持コイルに通電し、前記要求トルクが前記所定トルク以上の場合は、前記要求トルクが前記所定トルク未満の場合よりも小さい前記電磁力となるように前記駆動コイルまたは前記支持コイルに通電し、または前記回転軸を支持するための電流を前記駆動コイルまたは前記支持コイルに通電しないように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes a rotor integrated with a rotating shaft and having a magnet, an annular stator arranged concentrically with the rotor, and fitting the fixing member and rotating the rotor. By providing a bearing into which a shaft is inserted and a plurality of coils arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the stator, and energizing at least one drive coil of the plurality of coils. By generating torque in the rotor and energizing the drive coil or any other support coil of the plurality of coils, an electromagnetic force for supporting the rotating shaft in a floating state can be generated. The motor control device includes a controller that controls a current that energizes the drive coil and the support coil. The controller obtains the required torque required for the motor, and if the required torque is less than a predetermined torque, the required torque is obtained. When the drive coil or the support coil is energized with a current corresponding to an electromagnetic force for supporting the rotating shaft and the required torque is equal to or more than the predetermined torque, the required torque is smaller than the predetermined torque. The drive coil or the support coil is energized so as to have a small electromagnetic force, or the drive coil or the support coil is not energized with a current for supporting the rotating shaft. To do.

この発明によれば、回転軸を軸受によって支持することができ、かつ所定の駆動コイルまたは支持コイルに通電することによる電磁力によって支持することができる。モータから高トルクを出力するために駆動コイルに電流を通電すると、回転軸を支持する電磁力を発生させるための磁束密度が同一の磁場の強さに対して低下する。そのため、所定トルク以上のトルクが要求されている場合に、要求トルクが所定トルク未満の場合よりも小さい電磁力となるように駆動コイルまたは支持コイルに通電し、または回転軸を支持するための電流を駆動コイルまたは支持コイルに通電しないことにより、回転軸を支持するために通電する電流値を過剰に大きくする必要がない。そのため、回転軸を支持するために過剰な電流を通電することによる電気的な損失を低下させることができる。また、ロータを大型化すれば、比較的小さい磁束密度であっても、大きな電磁力などを発生させることができるものの、上記のように回転軸を支持するための電流を通電する領域を定めることにより、ロータが大型化することを抑制できる。 According to the present invention, the rotating shaft can be supported by a bearing, and can be supported by an electromagnetic force generated by energizing a predetermined drive coil or support coil. When a current is applied to the drive coil to output high torque from the motor, the magnetic flux density for generating the electromagnetic force that supports the rotating shaft decreases with respect to the strength of the same magnetic field. Therefore, when a torque of a predetermined torque or more is required, a current for energizing the drive coil or the support coil or supporting the rotating shaft so that the required torque becomes a smaller electromagnetic force than when the required torque is less than the predetermined torque. By not energizing the drive coil or the support coil, it is not necessary to excessively increase the current value to be energized in order to support the rotating shaft. Therefore, it is possible to reduce the electrical loss caused by energizing an excessive current to support the rotating shaft. Further, if the rotor is enlarged, a large electromagnetic force or the like can be generated even with a relatively small magnetic flux density, but as described above, a region for energizing a current for supporting the rotating shaft is defined. Therefore, it is possible to prevent the rotor from becoming large.

この発明の実施形態におけるモータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the motor in embodiment of this invention. 図１におけるII-II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the line II-II in FIG. モータの出力トルクと所定の電流を支持コイルに通電した場合の支持力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output torque of a motor, and the bearing force when a predetermined current is energized in a support coil. 支持コイルに通電する領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the region which energizes a support coil.

この発明の実施形態におけるモータの基本構成は、従来知られている永久磁石式の同期モータと同様に構成することができる。図１は、そのモータの一例を説明するための模式図である。図１に示すモータ１は、環状に形成されたステータ２と、そのステータ２の内周側に配置されかつ回転軸３と一体化されたロータ４とにより構成されている。 The basic configuration of the motor in the embodiment of the present invention can be configured in the same manner as the conventionally known permanent magnet type synchronous motor. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of the motor. The motor 1 shown in FIG. 1 is composed of a stator 2 formed in an annular shape and a rotor 4 arranged on the inner peripheral side of the stator 2 and integrated with a rotating shaft 3.

図２は、図１におけるII-II線に沿う断面図であり、図２に示すようにステータ２およびロータ４は、ケース５に収容されている。このケース５は、図示しない固定部に取り付けられたものであって、円筒部６と、その両端を閉じるように設けられた壁部７とにより構成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and as shown in FIG. 2, the stator 2 and the rotor 4 are housed in the case 5. The case 5 is attached to a fixed portion (not shown), and is composed of a cylindrical portion 6 and a wall portion 7 provided so as to close both ends thereof.

そして、円筒部６の内面にステータ２の外周部が固定されて一体化されている。このステータ２は、磁性材料により構成されたものであって、図１および図２に示す例では、鋼板を軸線方向に積層して構成されている。このステータ２には、ロータ４側に突出した複数のステータティース８が円周方向に所定の間隔を空けて形成されている。 Then, the outer peripheral portion of the stator 2 is fixed and integrated with the inner surface of the cylindrical portion 6. The stator 2 is made of a magnetic material, and in the examples shown in FIGS. 1 and 2, steel plates are laminated in the axial direction. A plurality of stator teeth 8 protruding toward the rotor 4 are formed on the stator 2 at predetermined intervals in the circumferential direction.

そして、ステータ２の円周方向における隣り合うステータティース８との間の窪んだ位置であるスロットを通って、銅線などの巻き線（以下、駆動コイルと記す）９が、積層されたそれぞれのステータティース８毎に、それらのステータティース８を巻き付けるように設けられている。なお、図１では、モータ１が動力を出力している場合に通電する電流の向きに応じて異なるシンボルで駆動コイル９を示してある。 Then, a winding wire (hereinafter referred to as a drive coil) 9 such as a copper wire is laminated through a slot which is a recessed position between the stator 2 and the adjacent stator teeth 8 in the circumferential direction. Each of the stator teeth 8 is provided so as to wind the stator teeth 8. In FIG. 1, the drive coil 9 is shown by a different symbol depending on the direction of the current to be energized when the motor 1 is outputting power.

上記のステータティース８の先端との間に所定の間隔を空けてロータ４が設けられている。このロータ４は、磁性材料によって構成された円筒状の部材であって、永久磁石１０がその円筒部に埋め込められ、または円筒部の外表面に貼り付けられている。図１に示す例では、環状に形成された鋼板を軸線方向に積層し、その積層鋼板の外周部分に、軸線方向に貫通した貫通孔を円周方向に所定の間隔を空けて形成し、その貫通孔に永久磁石１０が挿入されて埋め込められている。 The rotor 4 is provided at a predetermined distance from the tip of the stator teeth 8. The rotor 4 is a cylindrical member made of a magnetic material, and a permanent magnet 10 is embedded in the cylindrical portion or attached to the outer surface of the cylindrical portion. In the example shown in FIG. 1, the annularly formed steel plates are laminated in the axial direction, and through holes penetrating in the axial direction are formed in the outer peripheral portion of the laminated steel plate at predetermined intervals in the circumferential direction. A permanent magnet 10 is inserted and embedded in the through hole.

このロータ４と一体回転するように、ロータ４に回転軸３が挿入されており、その回転軸３の両端がケース５の壁部７に回転自在に保持されている。具体的には、壁部７には、貫通孔が形成されており、その貫通孔にボールベアリングなどのラジアル荷重を受ける機械式のベアリング１１が嵌合し、そのインナーレースに回転軸３が嵌合している。なお、軸受は、アウターレースとインナーレースとを備えたベアリングに限らず、ブッシュなどであってもよい。 A rotating shaft 3 is inserted into the rotor 4 so as to rotate integrally with the rotor 4, and both ends of the rotating shaft 3 are rotatably held by a wall portion 7 of the case 5. Specifically, a through hole is formed in the wall portion 7, a mechanical bearing 11 such as a ball bearing that receives a radial load is fitted in the through hole, and the rotating shaft 3 is fitted in the inner race. It fits. The bearing is not limited to a bearing having an outer race and an inner race, and may be a bush or the like.

上記のモータ１は、図示しないコントローラによって駆動コイル９および後述する支持コイル１２に通電する電流を制御するように構成されている。そのコントローラは、モータ１に要求されるトルクを求め、その求められたトルクに応じて所定の駆動コイル９に通電することにより、その電流に応じた磁場を形成して要求されるトルクに応じたトルクを発生させるように構成されている。その磁場の強さは、駆動コイル９に通電する電流に応じて変化し、磁場の強さが大きくなるほど、ステータティース８を流れる磁束密度が大きくなる。すなわち、ステータティース８に形成される磁極が強くなる。したがって、永久磁石１０の磁束が通る位置よりもロータ４の回転方向における先行側の駆動コイル９に、その永久磁石１０の磁極とは反対の磁極が発生するように通電することで、永久磁石１０に吸引力を作用させて、その吸引力に応じたトルクを発生させることができる。すなわち、駆動コイル９に通電する電流を制御して、ステータティース８に形成される磁極の強さを制御することにより、永久磁石１０の磁極との吸引力を制御でき、その結果、モータ１で発生させるトルクを制御することができる。 The motor 1 is configured to control the current energizing the drive coil 9 and the support coil 12 described later by a controller (not shown). The controller obtains the torque required for the motor 1 and energizes a predetermined drive coil 9 according to the required torque to form a magnetic field corresponding to the current and responds to the required torque. It is configured to generate torque. The strength of the magnetic field changes according to the current energizing the drive coil 9, and the greater the strength of the magnetic field, the greater the magnetic flux density flowing through the stator teeth 8. That is, the magnetic pole formed on the stator teeth 8 becomes stronger. Therefore, by energizing the drive coil 9 on the leading side in the rotation direction of the rotor 4 from the position where the magnetic flux of the permanent magnet 10 passes so that a magnetic pole opposite to the magnetic pole of the permanent magnet 10 is generated, the permanent magnet 10 is generated. A suction force can be applied to the magnet to generate a torque corresponding to the suction force. That is, by controlling the current energizing the drive coil 9 and controlling the strength of the magnetic pole formed on the stator teeth 8, the attractive force of the permanent magnet 10 with the magnetic pole can be controlled, and as a result, the motor 1 can control the attractive force. The generated torque can be controlled.

また、図１に示すモータ１は、上記の駆動コイル９とは独立して、回転軸３を浮揚状態として支持するための電磁力を発生させる複数の巻き線（以下、支持コイルと記す）１２が、ステータ２のうちの環状に形成された部分に、ステータ２の円周方向に所定の間隔を空けて巻き付けられている。この支持コイル１２は、通電される電流に応じた電磁力を発生するものであって、ロータ４および回転軸３の自重以上の荷重が鉛直方向における下側から上側に向けて回転軸３に作用するように構成されている。図１では、ロータ４および回転軸３の自重を支持するように支持コイル１２に通電した場合の電流の向きに応じて支持コイル１２のシンボルを変更して示してある。なお、上記のモータ１を車両の駆動力源として備えている場合には、車両が振動するなどによって回転軸３に作用する上下方向および左右方向の荷重が変化するため、回転軸３の位置をセンサなどにより検出して、回転軸３が浮揚した状態を維持できるように、通電する支持コイル１２を選択し、または通電する電流を制御するなどしてもよい。 Further, the motor 1 shown in FIG. 1 has a plurality of windings (hereinafter referred to as support coils) 12 that generate an electromagnetic force for supporting the rotating shaft 3 in a floating state independently of the drive coil 9. Is wound around the annular portion of the stator 2 at a predetermined interval in the circumferential direction of the stator 2. The support coil 12 generates an electromagnetic force according to the energized current, and a load equal to or greater than the own weight of the rotor 4 and the rotating shaft 3 acts on the rotating shaft 3 from the lower side to the upper side in the vertical direction. It is configured to do. In FIG. 1, the symbol of the support coil 12 is changed according to the direction of the current when the support coil 12 is energized so as to support the own weights of the rotor 4 and the rotating shaft 3. When the above-mentioned motor 1 is provided as a driving force source for the vehicle, the vertical and horizontal loads acting on the rotating shaft 3 change due to the vibration of the vehicle or the like, so that the position of the rotating shaft 3 is changed. The support coil 12 to be energized may be selected or the current to be energized may be controlled so that the rotating shaft 3 can be maintained in a floating state by detecting with a sensor or the like.

上述したように構成されたモータ１がトルクを出力している状態で、支持コイル１２に通電することにより回転軸３を浮揚状態に支持した場合には、駆動コイル９に通電することにより発生する磁場と、支持コイル１２に通電することにより発生する磁場とがモータ１の内部に形成される。それらの各磁場の強さは、通電される電流値に応じて大きくなる。 When the rotating shaft 3 is supported in a floating state by energizing the support coil 12 while the motor 1 configured as described above is outputting torque, it is generated by energizing the drive coil 9. A magnetic field and a magnetic field generated by energizing the support coil 12 are formed inside the motor 1. The strength of each of these magnetic fields increases with the value of the energized current.

一方、モータ１に要求されるトルクが大きくなることにより、駆動コイル９に通電する電流値が増加して、それに伴って磁束密度Ｂが大きくなるため、回転軸３を支持する電磁力を発生させるための磁束密度Ｂを確保することができなくなる可能性がある。 On the other hand, as the torque required for the motor 1 increases, the current value that energizes the drive coil 9 increases, and the magnetic flux density B increases accordingly, so that an electromagnetic force that supports the rotating shaft 3 is generated. Therefore, it may not be possible to secure the magnetic flux density B for this purpose.

図３には、モータ１の出力トルクと、所定の電流を支持コイルに通電した場合における回転軸を支持する荷重（支持力）Ｆとの関係を示している。図３に示すように所定のトルクＴ１未満のトルクを出力している場合には、支持力Ｆは、ロータ４および回転軸３の自重に相当する必要支持力以上となる。それに対して、所定のトルクＴ１以上のトルクを出力すると、支持力Ｆは、トルクＴの増加に対して急激に低下するとともに、必要支持力未満となる。つまり、所定のトルクＴ１以上を出力する場合には、ロータ４および回転軸３を浮揚状態で支持できない可能性がある。 FIG. 3 shows the relationship between the output torque of the motor 1 and the load (bearing force) F that supports the rotating shaft when a predetermined current is applied to the support coil. When a torque less than a predetermined torque T1 is output as shown in FIG. 3, the bearing capacity F is equal to or greater than the required bearing capacity corresponding to the own weights of the rotor 4 and the rotating shaft 3. On the other hand, when a torque of a predetermined torque T1 or more is output, the bearing capacity F sharply decreases with increasing torque T and becomes less than the required bearing capacity. That is, when a predetermined torque T1 or more is output, the rotor 4 and the rotating shaft 3 may not be supported in a floating state.

そのため、この発明の実施形態におけるモータ１は、図４に示すように所定のトルクＴ１以上の高トルクが要求されている場合（領域Ａの場合）には、支持コイル１２への通電を停止し、または所定トルクＴ１未満のトルクが要求されている場合に回転軸３を支持するために発生させる電磁力よりも小さい電磁力となるように支持コイル１２に電流を通電するように構成されている。言い換えると、所定のトルクＴ１以上の高トルクが要求されている場合には、回転軸３を支持するために要するラジアル荷重のうちの一部を、ベアリング１１が受け持つように構成されている。 Therefore, as shown in FIG. 4, the motor 1 according to the embodiment of the present invention stops energizing the support coil 12 when a high torque equal to or higher than a predetermined torque T1 is required (in the case of region A). , Or a current is applied to the support coil 12 so that the electromagnetic force is smaller than the electromagnetic force generated to support the rotating shaft 3 when a torque less than the predetermined torque T1 is required. .. In other words, when a high torque of a predetermined torque T1 or more is required, the bearing 11 is configured to take charge of a part of the radial load required to support the rotating shaft 3.

上述したように所定のトルクＴ１以上の領域で支持コイル１２への通電を停止し、またはその電流を低下させることにより、支持コイル１２に通電する電流値を過剰に大きくする必要がない。そのため、支持コイル１２に過剰な電流を通電することによる電気的な損失を低下させることができる。また、ロータ４を大型化すれば、比較的小さい磁束密度Ｂであっても、大きな電磁力などを発生させることができるものの、上記のように支持コイル１２に通電する領域を定めることにより、ロータ４が大型化することを抑制できる。またさらに、上記の所定のトルクＴ１は、通常走行時に要求されるトルク以上のトルクとなるものであるため、常用域では、ベアリング１１によって回転軸３を支持する機会が少なく、その結果、支持コイル１２に通電する領域を定めたとしても、動力損失が過剰に増大することを抑制できる。 As described above, it is not necessary to excessively increase the current value of energizing the support coil 12 by stopping the energization of the support coil 12 or reducing the current in the region of the predetermined torque T1 or more. Therefore, it is possible to reduce the electrical loss due to energizing the support coil 12 with an excessive current. Further, if the rotor 4 is enlarged, even if the magnetic flux density B is relatively small, a large electromagnetic force or the like can be generated, but by defining the region for energizing the support coil 12 as described above, the rotor 4 can be generated. It is possible to suppress the increase in size of 4. Furthermore, since the above-mentioned predetermined torque T1 is a torque equal to or higher than the torque required during normal running, there are few opportunities to support the rotating shaft 3 by the bearing 11 in the normal range, and as a result, the support coil Even if the region for energizing 12 is defined, it is possible to suppress an excessive increase in power loss.

なお、この発明の実施形態におけるモータ１は、所定の駆動コイル９に支持用の電流を通電すれば、回転軸３を支持する電磁力を発生できるため、上記のように回転軸３を支持する電磁力を発生するための支持コイル１２を駆動コイル９と独立して設けていなくてもよい。また、そのように駆動コイル９のみを設けたモータ１は、ロータ４の回転角に応じて支持用電流を通電する駆動コイル９と、トルクを発生させるために通電する駆動コイル９とが同一のコイルとなる可能性がある。そのような場合には、所定のトルクＴ１以上のトルクが要求された場合に、その駆動コイル９に駆動用も電流のみを通電すればよい。 The motor 1 according to the embodiment of the present invention supports the rotating shaft 3 as described above because it can generate an electromagnetic force for supporting the rotating shaft 3 by energizing a predetermined drive coil 9 with a supporting current. The support coil 12 for generating electromagnetic force may not be provided independently of the drive coil 9. Further, in the motor 1 provided with only the drive coil 9 as described above, the drive coil 9 that energizes the support current according to the rotation angle of the rotor 4 and the drive coil 9 that energizes to generate torque are the same. It can be a coil. In such a case, when a torque of a predetermined torque T1 or more is required, only the driving current may be applied to the driving coil 9.

また、上記のように回転軸３を浮揚させるのは、ベアリング１１の摩擦損失を低減し、またベアリング１１が摺動することによる異音の発生を抑制するなどのためであり、したがって、モータ１（または回転軸３）が極低回転で回転する領域は、上記の所定のトルクＴ１以下であったとしても、支持コイル１２に通電しなくてもよい。 Further, the reason why the rotating shaft 3 is floated as described above is to reduce the friction loss of the bearing 11 and to suppress the generation of abnormal noise due to the sliding of the bearing 11, and therefore, the motor 1 The region in which (or the rotating shaft 3) rotates at extremely low rotation does not have to energize the support coil 12 even if the torque is T1 or less.

１…モータ、 ２…ステータ、 ３…回転軸、 ４…ロータ、 ５…ケース、 ６…円筒部、 ７…壁部、 ８…ステータティース、 ９…駆動コイル、 １０…永久磁石、 １１…ベアリング、 １２…支持コイル。 1 ... motor, 2 ... stator, 3 ... rotating shaft, 4 ... rotor, 5 ... case, 6 ... cylindrical part, 7 ... wall part, 8 ... stator teeth, 9 ... drive coil, 10 ... permanent magnet, 11 ... bearing, 12 ... Support coil.

Claims (1)

回転軸に一体化されかつ磁石を有するロータと、前記ロータと同心円状に配置された環状のステータと、前記固定部材に嵌合しかつ前記回転軸が挿入された軸受と、前記ステータの円周方向に所定の間隔を空けて配置された複数のコイルとを備え、前記複数のコイルのうちの少なくともいずれか一つの駆動コイルに通電することにより前記ロータにトルクを発生させ、かつ前記駆動コイルまたは前記複数のコイルの他のいずれか一つの支持コイルに通電することにより前記回転軸を浮揚状態で支持するための電磁力を発生させることができるモータの制御装置において、
前記駆動コイルおよび前記支持コイルに通電する電流を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記モータに要求される要求トルクを求め、
前記要求トルクが所定トルク未満の場合は、前記回転軸を支持するための電磁力に応じた電流を前記駆動コイルまたは前記支持コイルに通電し、前記要求トルクが前記所定トルク以上の場合は、前記要求トルクが前記所定トルク未満の場合よりも小さい前記電磁力となるように前記駆動コイルまたは前記支持コイルに通電し、または前記回転軸を支持するための電流を前記駆動コイルまたは前記支持コイルに通電しないように構成されている
ことを特徴とするモータの制御装置。 A rotor integrated with a rotating shaft and having a magnet, an annular stator arranged concentrically with the rotor, a bearing fitted to the fixing member and into which the rotating shaft is inserted, and the circumference of the stator. A plurality of coils arranged at predetermined intervals in the direction are provided, and torque is generated in the rotor by energizing at least one drive coil of the plurality of coils, and the drive coil or the drive coil or In a motor control device capable of generating an electromagnetic force for supporting the rotating shaft in a floating state by energizing any one of the other supporting coils of the plurality of coils.
A controller for controlling the current energizing the drive coil and the support coil is provided.
The controller
Obtain the required torque required for the motor,
When the required torque is less than the predetermined torque, a current corresponding to the electromagnetic force for supporting the rotating shaft is applied to the drive coil or the support coil, and when the required torque is equal to or more than the predetermined torque, the drive coil or the support coil is energized. The drive coil or the support coil is energized so that the required torque is smaller than the case where the required torque is less than the predetermined torque, or a current for supporting the rotating shaft is applied to the drive coil or the support coil. A motor control device characterized in that it is configured not to.
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