JP5072734B2 - 永久磁石型回転電機およびパワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
上述した従来技術である回転子の周囲に非磁性体層を回転子に形成する方法、あるいは回転子に導電材または磁性材の筒状部材を外嵌固定している方法では、回転子位置によるインピーダンスの変化が小さいという課題があった。
本実施の形態では、永久磁石型モータの回転子に導体からなる誘導電流回路(導通回路)を設け、回転センサなしで回転子の回転角度を検出する場合について説明する。
1/Ldh−1/Lqh (1)
先の実施の形態1では、永久磁石4間に導体6を配置しない箇所を設けることによって、配置された導体6に流れる誘導電流を不平衡にした場合について説明した。これに対して、本実施の形態2では、導体6の抵抗を変えることにより、誘導電流を不平衡とする場合について説明する。
先の実施の形態1では、永久磁石4間に導体6を配置しない箇所を設けることによって、配置された導体6に流れる誘導電流を不平衡にした場合について説明した。これに対して、本実施の形態3では、永久磁石4間の導体6の有無により生じる質量の不平衡をなくす方法について説明する。
一般に、表面磁石型モータは、突極性がほとんどないので、先の実施の形態1、2のような構成とすることで、一般の表面磁石型モータに比べ、突極性を大きくすることができる。さらに、これらの構成では、全永久磁石4間に導体を配置した場合よりも、突極性が大きくなる。さらに、一般に、表面磁石型モータは、コギングトルク、トルクリップルが小さく、導体を配置することによるコギングトルク、トルクリップルへの影響はない。従って、表面磁石型モータの本来の利点を生かすこともできる。
先の実施の形態1〜4では、表面磁石型モータに対して回転子位置によるインピーダンスの変化を大きくすることのできる構成を説明した。これに対して、本実施の形態5では、埋め込み磁石型モータに対して同様の構成を適用する場合について説明する。
本実施の形態6では、電機子巻線2が集中巻の場合について説明する。
図18は、本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図であり、電機子巻線2が集中巻の例を示している。図18に示す永久磁石型モータは、固定子鉄心1と集中巻をされた電機子巻線2を具備した固定子、回転子鉄心3と永久磁石4を具備した回転子で構成されている。そして、永久磁石4間に回転軸5と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6を配置し、その導体6を別の導体10(図示せず)で電気的に接続している。
極数:スロット数=12n±2n:12n(ただし、nは1以上の整数)
極数:スロット数=9n±n:9n(ただし、nは1以上の整数)
しかしながら、本実施の形態6の構成を備えることにより、空間次数の低い起磁力の成分の影響が小さくなり、一般の集中巻の回転電機に比べ、突極性を大きくすることができる。
本実施の形態7では、本発明による回転位置検出を電動パワーステアリング装置に適用する具体例について説明する。図21は、本発明の実施の形態7による電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。
Claims (13)
- 電機子巻線と固定子鉄心を具備した固定子と、複数の永久磁石と回転子鉄心を具備した回転子とを備えた永久磁石型回転電機において、
前記回転子の軸方向に延在し、前記回転軸の周方向に2箇所以上配置された第1導体と、前記第1導体間を電気的に接続する第2導体とを有し、前記複数の永久磁石の周囲を取り囲むように構成された単数ないし複数の導通回路をさらに備え、
2箇所以上に配置された前記第1導体は、異なる抵抗値を有する2種類以上の導体で構成され、前記電機子巻線に流れる電流が発生する磁束の内、前記第1導体と前記第2導体に囲まれた空間に鎖交する磁束が変化することにより前記回転子の回転角度に応じて大きさの異なる誘導電流が流れ、前記回転子の回転角度に応じてインピーダンスが変化する
ことを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 電機子巻線と固定子鉄心を具備した固定子と、複数の永久磁石と回転子鉄心を具備した回転子とを備えた永久磁石型回転電機において、
前記回転子の軸方向に延在し、前記回転軸の周方向に2箇所以上配置された第1導体と、前記第1導体間を電気的に接続する第2導体とを有し、前記複数の永久磁石の周囲を取り囲むように構成された単数ないし複数の導通回路をさらに備え、
前記第1導体は、周方向において少なくとも1箇所以上の永久磁石間の位置を除いて配置され、前記電機子巻線に流れる電流が発生する磁束の内、前記第1導体と前記第2導体に囲まれた空間に鎖交する磁束が変化することにより前記回転子の回転角度に応じて大きさの異なる誘導電流が流れ、前記回転子の回転角度に応じてインピーダンスが変化する
ことを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体は、永久磁石間に配置されない箇所が3箇所以下となるように配置されることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体は、異なる抵抗値を有する材質の異なる2種類以上の導体で構成されることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体は、異なる抵抗値を有するように、断面積の大きさが異なる2種類以上の導体で構成されることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体の配置されていない永久磁石間の位置に配置された絶縁体をさらに備えることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体の配置されていない永久磁石間の位置における前記回転子鉄心を、前記第1導体の代替となるような突部形状とすることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
前記永久磁石は、前記回転子の表面に配置されることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
前記永久磁石は、前記回転子鉄心に埋設して配置されることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
前記電機子巻線は、集中巻であることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
回転電機の極数は、12n±2nであり、スロット数は、12n(ただし、nは1以上の整数)であることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
回転電機の極数は、9n±nであり、スロット数は、9n(ただし、nは1以上の整数)であることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機と、
モータの駆動と高周波電圧の重畳を行うためのコントローラと
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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