JP4853124B2 - 永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置の全体構成を示す図である。第1の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置は、磁気センサ1と、処理装置2と、電流センサ3とを備える。ここでは、磁気センサ1として、ホール素子を用いる。処理装置2は、CPU2aおよびメモリ2bを少なくとも備えており、後述するように、永久磁石型回転機のロータに用いられている永久磁石の温度を推定する処理を行う。電流センサ3は、永久磁石型回転機に流れる電流を検出する。
Bgap=Bmag+Ba (1)
ただし、式(1)において、下線が付されているBgap,Bmag,Baは、それぞれベクトルを表している。
Ba=K×(Lad×Id+jLaq×Iq) (2)
ただし、式(2)において、jは虚数であり、Kは機械ごとに定まる定数である。また、Ladは、d軸の電機子反作用インダクタンスであり、Laqはq軸の電機子反作用インダクタンスである。
第1の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、ステータ12のティース先端にホール素子を設けて、ロータ11とステータ12との間の空隙磁束密度を測定した。第2の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、ステータ12のティース1本にサーチコイルを巻いて、空隙磁束密度を測定する。図6は、ステータ12の1つのティース12aに巻かれたサーチコイル30を示す図である。
第1および第2の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、式(2)から、電機子反作用に起因する磁束密度Baを求めた。しかし、磁気飽和が大きく、電機子電流に対して非線形性が強い場合には、式(2)で算出される磁束密度Baの値は、実際の値に対して誤差が生じる。第3の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、IPMモータ10に流れる電流および通電角に応じた電機子反作用成分Baのマップを予め用意しておき、このマップに基づいて、電機子反作用成分Baを求めて、永久磁石成分Bmagを求める。
Bgap=√{(Bmag+Bad)2+Baq2} (3)
Claims (8)
- 回転子に永久磁石を用いた永久磁石型回転機の固定子に設けられ、回転子と固定子との間の空隙磁束密度を計測する磁束密度計測手段と、
電機子反作用に起因する磁束密度(以下、電機子反作用磁束密度)を検出する電機子反作用磁束密度検出手段と、
前記磁束密度計測手段によって計測された空隙磁束密度から、前記電機子反作用磁束密度検出手段によって検出される電機子反作用磁束密度を除外して、前記永久磁石の磁束密度(以下、永久磁石磁束密度)を抽出する永久磁石磁束密度抽出手段と、
前記永久磁石磁束密度抽出手段によって抽出された永久磁石磁束密度に基づいて、前記永久磁石の温度を推定する温度推定手段とを備えることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。 - 請求項1に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機に流れる電機子電流を検出する電機子電流検出手段をさらに備え、
前記電機子反作用磁束密度検出手段は、前記電機子電流検出手段によって検出される電機子電流に基づいて、前記電機子反作用磁束密度を算出することを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。 - 請求項1に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機に流れる電機子電流を検出する電機子電流検出手段と、
前記電機子電流に対応する電機子反作用磁束密度のデータを記憶するデータ記憶手段とを備え、
前記電機子反作用磁束密度検出手段は、前記電機子電流検出手段によって検出される電機子電流、および、前記データ記憶手段に記憶されているデータに基づいて、前記電機子反作用磁束密度を求めることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。 - 回転子に永久磁石を用いた永久磁石型回転機の固定子に設けられ、回転子と固定子との間の空隙磁束密度を計測する磁束密度計測手段と、
電機子電流のd軸成分(以下、d軸電流)を検出するd軸電流検出手段と、
電機子電流のq軸成分(以下、q軸電流)を検出するq軸電流検出手段と、
回転子と固定子との間の空隙磁束密度、d軸電流、および、q軸電流に応じた永久磁石の温度のデータを記憶するデータ記憶手段と、
前記磁束密度計測手段によって検出される空隙磁束密度、前記d軸電流検出手段によって検出されるd軸電流、前記q軸電流検出手段によって検出されるq軸電流、および、前記データ記憶手段に記憶されているデータに基づいて、前記永久磁石の温度を推定する温度推定手段とを備えることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記磁束密度計測手段を前記永久磁石型回転機の固定子のティースの先端に設けることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記磁束密度計測手段は、前記永久磁石型回転機の固定子の1つのティースに巻き付けられたサーチコイルを利用して、前記空隙磁束密度を計測することを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機の固定子のティースの先端に凹みを設け、前記磁束密度計測手段を前記凹みに埋め込むことを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機の固定子のティースの先端に予め設けられている凹みに、前記磁束密度計測手段を埋め込むことを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
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