JP5306958B2 - 電動機システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の可動子を有する電動機とその制御装置を備えた電動機システムに関する。

従来より、複数の可動子を有する電動機として、例えば、第１回転軸に連結された第１ロータと、第２回転軸に連結された第２ロータと、ステータとを備えた回転機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された電動機においては、第１回転軸と第２回転軸が同心状に配置されており、第１ロータ及び第２ロータとステータは、第１回転軸の径方向に内側からこの順で配置されている。そして、第１ロータは、周方向に並んだ複数の第１永久磁石及び第２永久磁石を有しており、第１永久磁石及び第２永久磁石は、第１ロータの軸線方向に並列して配置されている。

また、第２ロータは、各々が周方向に並んだ複数の第１コア及び第２コアを有している。第１コア及び第２コアは軟磁性体で構成されており、第１コアは第１ロータの第１永久磁石側の部分とステータの間に配置され、第２コアは第１ロータの第２永久磁石側の部分とステータの間に配置されている。

また、ステータは、周方向に回転する第１回転磁界及び第２回転磁界を生じさせるように構成され、第１回転磁界は第１ロータの第１永久磁石側の部分との間に発生し、第２回転磁界は第１ロータの第２永久磁石側の部分との間に発生する。第１永久磁石及び第２永久磁石の磁極の数と、第１回転磁界及び第２回転磁界の磁極の数と、第１コア及び第２コアの数とは、同一に設定されている。

そして、ステータへの電力供給による第１回転磁界及び第２回転磁界の発生に伴なって、第１回転磁界及び第２回転磁界の磁極と第１永久磁石及び第２永久磁石の磁極により、第１コア及び第２コアが磁化されることによって、これらの要素の間に磁力線が発生する。また、この磁力線の磁力による作用により、第１ロータ及び第２ロータが駆動されて、第１回転軸及び第２回転軸から動力が出力される。

特開２００８−６７５９２号公報

特許文献１に記載された電動機は、その構成上、複数の第１コアから成る第１軟磁性体列と複数の第２コアから成る第２軟磁性体列を備えることが必須であるため、電動機が大型化するという不都合があった。さらに、特許文献１に記載された電動機は、その構成上、第１回転磁界及び第２回転磁界の回転速度と第２ロータの回転速度との速度差と、第２ロータの回転速度と第１ロータの回転速度との速度差とが同じになる速度関係しか成立しないため、設計の自由度が低いという不都合があった。

本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、小型化を図ることができると共に、設計の自由度を高めることができる電動機と、その制御装置を備えた電動機システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、所定方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第１可動子と、前記所定方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記所定方向に移動する移動磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有する固定子と、前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記所定方向に交互に配置された第２可動子とを備え、前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（但し、ｍ≠１．０）に設定されている電動機と、その制御装置とを備えた電動機システムに関する。

前記電動機においては、固定子の複数の電機子磁極による移動磁界が発生すると、第２可動子のコア部が電機子磁極と第１可動子の磁極によって磁化されて、磁極とコア部と電機子磁極を結ぶ磁力線が発生する。

この場合、前記電動機を例えば以下の条件(a)及び(b)の下で構成したときには、移動磁界、第１可動子、及び第２可動子間の速度と位置の関係は、次のように表される。また、電動機の等価回路は図７のように示される。

(a) 電動機が回転機であり、固定子１００がＵ，Ｖ，Ｗの３相の電機子１０１，１０２，１０３を有する。

(b) 電機子磁極が２個、第１可動子１１０の磁極１１１の数が４、すなわち、電機子磁極のＮ極及びＳ極を１組とする極対数が１、磁極のＮ極及び及びＳ極を１組とする極対数が２、第２可動子１２０のコア部が３個（１２１，１２２，１２３）である。

なお、本明細書で用いる「極対」は、Ｎ極及びＳ極の１組を意味する。

この場合、３個のコア部のうちの第１コア１２１を通過する磁極の磁束Ψ_k1は、以下の式（１）で表される。

但し、Ψ_f：磁極の磁束の最大値、θ₁：Ｕ相コイルに対する磁極の回転角度位置、θ₂：Ｕ相コイルに対する第１コア１２１の回転角度位置。

そのため、第１コア１２１を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_u1は、上記式（１）にcosθ₂を乗じた以下の式（２）で表すことができる。

同様に、第２コア１２２を通過する磁極の磁束Ψ_u2は、次式（３）で表される。

Ｕ相コイルに対する第２コア１２２の回転角度位置は、第１コア１２１に対して２π／３だけ進んでいるため、上記式（３）では、θ₂に２π／３が加算されている。

したがって、第２コア１２２を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_u2は、上記式（３）にcos(θ+２π／３）を乗じた以下の式（４）で表される。

同様に、第３コア１２３のコア部１２３を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_u3は、以下の式（５）で表される。

図７に示した電動機では、コア部１２１，１２２，１２３を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_uは、上記式（２），式（４），式（５）で表される磁束Ψ_u1，Ψ_u2，Ψ_u3を足し合わせた以下の式（６）で表される。

また、上記式（６）を一般化すると、第２可動子１２０のコア部１２１，１２２，１２３を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_uは、以下の式（７）で表される。

但し、ａ：第１可動子の磁極の極対数、ｂ：第２可動子のコア部の数、ｃ：固定子の電機子磁極の極対数。

また、上記式（７）を変形すると、以下の式（８）が得られる。

上記式（８）において、ｂ＝ａ＋ｃとすると共に、cos(θ+2π）＝cosθにより整理すると、以下の式（９）が得られる。

上記式（９）をさらに整理すると以下の式（１０）が得られる。

上記式（１０）の右辺の第２項の値は、ａ−ｃ≠０を条件として整理すると、以下の式（１１）に示したようにゼロとなる。

また、上記式（１０）の右辺の第３項の値も、ａ−ｃ≠０を条件として整理すると、以下の式（１２）に示したようにゼロとなる。

以上により、ａ−ｃ≠０のときには、第２移動子１２０のコア部１２１，１２２，１２３を介して固定子１００のＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_Uは、以下の式（１３）で表される。

また、上記式（１３）において、ａ／ｃ＝αとすると、以下の式（１４）が得られる。

さらに、上記式（１４）において、ｃ・θ₂＝θ_e2とすると共に、ｃ・θ₁＝θ_e1とすると、以下の式（１５）が得られる。

ここで、θ_e2は、Ｕ相コイルに対するコア部の回転角度位置θ₂に、電機子磁極の極対数ｃを乗じていることから明らかなように、Ｕ相コイルに対するコア部の電気角度位置を表している。また、θ_e1は、Ｕ相コイルに対する第１可動子１１０の磁極の回転角度位置θ₁に、電機子磁極の極対数ｃを乗じていることから明らかなように、Ｕ相コイルに対する磁極の電気角度位置を表している。

同様にして、コア部を介してＶ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_vは、Ｖ相コイルの電気角度位置がＵ相コイルに対して電気角２π／３だけ遅れていることから、以下の式（１６）で表される。

また、コア部を介してＷ相コイルを通過する磁極の磁束Ψ_wは、Ｗ相コイルの電気角度位置がＵ相コイルに対して電気角２π／３だけ進んでいることから、以下の式（１７）で表される。

また、上記式（１５）〜式（１７）で表される磁束Ψ_u，Ψ_v，Ψ_wを時間微分すると、以下の式（１８）〜式（２０）が得られる。

但し、ω_e1：θ_e1の時間微分値（固定子に対する第１可動子の角速度を電気角速度に変換した値）、ω_e2：θ_e2の時間微分値（固定子に対する第２可動子の角速度を電気角速度に変換した値）。

ここで、コア部１２１，１２２，１２３を介さずにＵ相〜Ｗ相のコイルを直接通過する磁束は極めて小さく、その影響は無視できる。そのため、コア部１２１，１２２，１２３を介してＵ相〜Ｗ相のコイルをそれぞれ通過する磁極の磁束Ψ_u，Ψ_v，Ψ_w（上記式（１８）〜式（２０））の時間微分値dΨ_u/dt，dΨ_v/dt，dΨ_w/dtは、固定子１００の電機子列に対して、第１可動子１１０の電極及び第２可動子１２０のコア部が回転（移動）するのに伴なって、Ｕ相〜Ｗ相のコイルに発生する逆起電圧（誘導起電圧）をそれぞれ表す。

このことから、Ｕ相のコイルに流れる電流Ｉ_u，Ｖ相のコイルに流す電流Ｉ_v，Ｗ相のコイルに流れる電流Ｉ_wは、以下の式（２１），式（２２），式（２３）で表される。

但し、Ｉ：Ｕ相〜Ｗ相のコイルを流れる電流の振幅（最大値）である。

また、上記式（２１）〜式（２３）により、Ｕ相コイルに対する移動磁界（回転磁界）のベクトルの電気角度位置θ_mfは以下の式（２４）で表され、Ｕ相コイルに対する移動磁界の電気角速度ω_mfは以下の式（２５）で表される。

よって、Ｕ相のコイルに電流Ｉ_u、Ｖ相のコイルに電流Ｉ_v、Ｗ相のコイルに電流Ｉ_wが流れることによって、第１可動子及び第２可動子に出力される機械的出力（動力）Ｗは、リラクタンス分を除くと、以下の式（２６）で表される。

上記式（２６）に、上記式（１８）〜式（２３）を代入して整理すると、以下の式（２７）が得られる。

さらに、この機械的出力Ｗと、磁極を介して第１可動子に伝達されるトルク（以下、第１トルクという）Ｔ₁と、コア部を介して第２可動子に伝達されるトルク（以下、第２トルクという）Ｔ₂と、第１可動子の電気角速度ω_e1及び第２可動子の電気角速度ω_e2との関係は、以下の式（２８）で表される。

上記式（２７）と式（２８）とを比較することにより、第１トルクＴ₁と第２トルクＴ₂は、以下の式（２９），式（３０）で表される。

また、電機子列に供給された電力及び移動磁界の電気角速度ω_ｍｆと等価のトルクを駆動用等価トルクＴ_eとすると、電機子列に供給された電力と機械的出力Ｗは、損失を無視すれば等しくなるため、上記式（２５）と式（２７）の関係から、駆動用等価トルクＴ_eは以下の式（３１）で表される。

さらに、上記式（２９）〜式（３１）より、以下の式（３２）が得られる。

上記式（３２）で表されるトルクの関係、及び上記式（２５）で表される電気角速度の関係は、遊星歯車装置のサンギヤ、リングギヤ及びキャシアにおける回転速度及びトルクの関係と全く同じである。

さらに、上述したように、ｂ＝ａ＋ｃ及びａ−ｃ≠０を条件として、上記式（２５）の電気角速度の関係及び上記式（３２）のトルクの関係が成立する。この条件ｂ＝ａ＋ｃは、磁極の数をｐ、電気子磁極の数をｑとすると、ｂ＝（ｐ＋ｑ）／２、すなわち、ｂ／ｑ＝（１＋ｐ／ｑ）／２で表される。

ここで、ｐ／ｑ＝ｍとすると、ｂ／ｑ＝（１＋ｍ）／２となることから、上述したｂ＝ａ＋ｃという条件が成立していることは、電機子磁極の数と磁極の数とコア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２であることを示している。また、上述したａ−ｃ≠０という条件が成立していることは、ｍ≠１．０であることを示している。

本発明の電動機においては、所定方向の所定区間で、電機子磁極の数と磁極の数とコア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されているので、上記式（２５）に示した電気角速度の関係、及び上記式（３２）に示したトルクの関係が成立し、電動機が適正に作動することがわかる。

また、上述した従来の場合と異なり、第２移動子が単一のコア部の列だけで構成されているため、電動機の小型化を図ることができる。さらに、上記式（２５）及び式（３２）から明らかなように、α＝ａ／ｃ、すなわち、電機子磁極の極対数に対する磁極の極対数の比を設定することによって、移動磁界、第１可動子、及び第２可動子間の電気角速度の関係と、固定子、第１可動子、及び第２可動子間のトルクの関係を任意に設定することができる。

したがって、電動機の設計の自由度を高めることができる。そして、これらの効果は、複数の電機子のコイルの相数が上述した３相以外の場合であっても同様に得ることができ、また、電動機が回転機ではなく直動機（リニアモータ）の場合にも同様に得ることができる。なお、直動機の場合は、トルクではなく推力の関係を任意に設定することができる。

［第１発明］
第１発明の電動機システムは、上述した電動機と、前記第１可動子の速度を検出する第１速度検出手段と、前記第２可動子の速度を検出する第２速度検出手段と、前記電機子列により発生する移動磁界の速度が、前記第２可動子の速度に（１＋ｍ）を乗じた値と前記第１可動子の速度にｍを乗じた値との差に、同期するように前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

上記式（２５）のαはａ（磁極の極対数）／ｃ（電機子磁極の極対数）であるため、ｍ（＝磁極の数／電機子磁極の数）と等しくなる。そのため、上記式（２５）は以下の式（３３）で表される。

但し、ω_mf：移動磁界の電気角速度、ω_e2：第２可動子の電気角速度、ω_e1：第１可動子の電気角速度、ｃ：電機子磁極の極対数、ω₂：第２可動子の速度（機械角速度）、ω₁：第１可動子の速度（機械角速度）。

そこで、前記制御装置により、前記電機子電極により発生する移動磁界の速度が、前記第２可動子の速度に（ｍ＋１）を乗じた値と前記第１可動子の速度との差に、同期するように前記電動機を制御することによって、前記電動機における前記固定子の電機子電極により発生する移動磁界の速度と前記第１可動子の速度と前記第２可動子の速度との相対的な速度関係を制御することができる。

［第２発明］
第２発明の電動機システムは、上述した電動機と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、前記電機子列により発生する移動磁界の位置が、前記固定子に対する前記第２可動子の位置に（１＋ｍ）を乗じた値と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置にｍを乗じた値との差で表される位置となるように、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

上記式（２４）のαはａ（磁極の極対数）／ｃ（電機子磁極の極対数）であるため、ｍ（＝磁極の数／電機子磁極の数）と等しくなる。そのため、上記式（２４）は以下の式（３４）で表される。

但し、θ_mf：移動磁界の電気角度位置、θ_e2：第２可動子の電気角度位置、θ_e1：第１可動子の電気角度位置、ｃ：電機子磁極の極対数、θ₂：第２可動子の位置（機械角度位置）、θ₁：第１可動子の位置（機械角度位置）。

そこで、前記制御装置により、前記電機子電極により発生する移動磁界の電気角度位置が、前記第２可動子の電気角度位置に（ｍ＋１）を乗じた値と、前記第１可動子の電気角度位置にｍを乗じた値との差を用いて表される値となるように、前記電動機を制御することによって、前記電動機における前記固定子の電機子磁極により発生する移動磁界の電気角度位置と前記第１可動子の位置と前記第２可動子の位置との間の相対的な位置関係を制御することができる。

［第３発明］
第３発明の電動機システムは、上述した電動機と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、前記固定子に対する第２可動子の位置に（１＋ｍ）を乗じた値と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置にｍを乗じた値との差に、前記電機子磁極の極対数を乗じた値で表される電気角度位置を通電位相角として、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

第３発明において、前記第２可動子の検出位置に（１＋ｍ）を乗じた値と、前記第１可動子の検出位置にｍを乗じた値との差は、前記第２可動子と前記第１可動子の機械的な相対位置を示すものとなる。そして、この差に前記電機子磁極の対極数を乗じることで、上記式（３４）で示したように、前記第１可動子と前記第２可動子の電気角度位置に対応した、移動磁界の位置を算出することができる。そのため、このようにして算出した移動磁界の位置を通電位相角として前記電動機を制御することにより、前記固定子の電機子磁極により発生する移動磁界の電気角度位置と前記第１可動子の位置と前記第２可動子の位置との間の相対的な位置関係を制御することができる。

［第４発明］
第４発明の電動機システムは、上述した電動機と、前記固定子に対する第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、前記固定子に対する第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第１可動子の電気角度位置を算出すると共に、前記固定子に対する前記第２可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第２可動子の電気角度位置を算出し、前記第１可動子の電気角度位置に（ｍ＋１）を乗じた値と前記第２可動子の電気角度位置にｍを乗じた値との差で表される電気角度位置を通電位相角として、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

第４発明によれば、上記第３の発明と同様に、上記式（３４）の関係を満たすように、前記固定子の電機子磁極により発生する移動磁界の電気角度位置と前記第１可動子の位置と前記第２可動子の位置との間の相対的な位置関係を制御することができる。

［第５発明］
第５発明の電動機システムは、上述した電動機と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第１可動子の電気角度位置を算出すると共に、前記固定子に対する前記第２可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第２可動子の電気角度位置を算出し、前記第１可動子の電気角度位置に（ｍ＋１）を乗じた値と、前記第２可動子の電気角度位置にｍを乗じた値との差で表される回転角度位置に基づいて、前記電動機を直交２軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように各軸の電機子に供給する電圧の目標値を決定し、該決定した電圧の目標値を前記回転角度位置に基づいて多相交流電圧に変換して前記電動機の電機子に供給する多相交流電圧を設定する制御装置とを備えたことを特徴とする。

第５発明によれば、上記式（３４）の関係を満たす電気角度位置である前記回転角度位置に基づいて、前記電動機を直交２軸の回転座標系の等価回路に変換して扱うことで、前記電動機を、１個の可動子を有する一般的な電動機と同様に扱って通電制御を行うことができる。

［第６発明］
第６発明の電動機システムは、上述した電動機と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置及び前記固定子に対する前記第２可動子の位置に基づいて、前記電動機を直交２軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように、各軸の電機子に供給する電圧を制御すると共に、一方の軸の電機子に供給する電圧に対して、他方の電機子に流れる電流により該一方の軸の電機子に生じる電圧分を相殺する補正を行って、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

第６発明によれば、前記直交２軸の各軸の電機子の通電制御を行うときに、一方の軸の電機子に流れる電流により他方の軸の電機子に生じる電圧分を相殺する補正を行って、各軸の電機子に供給する電圧を設定することにより、各軸の電機子間で生じる干渉を回避して、各軸の電機子の通電制御を独立して行うことができる。

回転機の概略構造を縦断面により示した図。 図３に示した回転機に備えられたステータ、第１ロータ、及び第２ロータを、これらの周方向に展開して示した図。 回転機とその制御装置により構成される電動機システムの構成図。 回転機のモデルのブロック線図。 図３に示した電流制御装置の第１態様の構成図。 図３に示した電流制御装置の第２態様の構成図。 電動機の等価回路を示した図。

本発明の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の電動機システムは、回転機３（本発明の電動機に相当する）と、回転機３の動作制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit，本発明の制御装置に相当する）４１と、インバータ回路を含む駆動回路であるＰＤＵ（Power Drive Unit）１０と、バッテリ１１とを備えている。

ＥＣＵ４１は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，インターフェース回路等を含む電子回路ユニットであり、予め実装された回転機３の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、回転機３の動作制御を行う。

回転機３は、そのハウジング６内に回転自在に支承された第１ロータ５１（本発明の第１可動子に相当する）、及び第２ロータ（本発明の第２可動子に相当する）を同軸心に備えている。また、回転機３のハウジング６内に、ステータ５３（本発明の固定子に相当する）が固定されている。

この場合、ステータ５３は、第１ロータ５１に対向して第１ロータ５１の周囲に配置されている。また、第２ロータ５２は、第１ロータ５１とステータ５３との間に、これらと非接触状態で回転するように配置されている。そのため、第１ロータ５１、第２ロータ５２、及びステータ５３は、同心円状に配置されている。

なお、以下では、特にことわらない限り、「周方向」は回転機３の軸心部（第１ロータ５１の軸心部）から延在している第１回転軸２５の軸心周り方向を意味し、「軸心方向」は第１回転軸２５の軸心方向を意味するものとする。

ステータ５３は、その内側の第１ロータ５１及び第２ロータ５２に対して作用させる回転磁界を発生する複数の電機子５３３を有し、複数の鋼板を積層して円筒状に形成された鉄芯（電機子鉄芯）５３１と、この鉄芯５３１の内周面部に装着された３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）分のコイル（電機子巻線）５３２とを備えている。鉄芯５３１は第１回転軸２５と同軸心に外挿されて、ハウジング６に固定されている。

Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のコイル５３２は、各コイル５３２と鉄芯５３１とにより個々の電機子５３３を構成している。これらのＵ，Ｖ，Ｗの３相分のコイル５３２は、周方向に並ぶようにして鉄芯５３１に装着されている（図２参照）。これにより、複数（３の倍数個）の電機子５３３を周方向に並べた電機子列が構成されている。

この電機子列の３相分のコイル５３２は、３相の交流電流を通電したときに、鉄芯５３１の内周面部に、周方向に等間隔で並び、且つ周方向に回転する複数（偶数）の電機子磁極が発生するように配列されている。この電機子磁極の列は、周方向で、Ｎ極及びＳ極が交互に並ぶ配列（互いに隣り合う任意の２つの電機子磁極が異なる極性となる配列）である。ステータ５３は、この電機子磁極列の回転によって、鉄芯５３１の内側に回転磁界を発生するものである。

３相分のコイル５３２は、ＰＤＵ１０を介してバッテリ１１に接続され、ＰＤＵ１０を介してコイル５３２とバッテリ１１との間の電力の授受（コイル５３２に対する電気エネルギーの入出力）が行われる。そして、ＥＣＵ６０により、ＰＤＵ１０を介してコイル５３２の通電を制御することによって、回転磁界の発生形態（回転磁界の回転速度や磁束強度）を制御することができる。

図２に示したように、第１ロータ５１は、軟磁性体から成る円筒状の基体５１１と、基体５１１の外周面に固着された複数（偶数）の永久磁石（磁石磁極，本発明の磁極に相当する）とを備えている。基体５１１は、例えば鉄板又は鋼板を積層して形成されている。そして、この基体５１１がステータ５３の鉄芯５３１の内側で第１回転軸２５に外挿され、第１回転軸２５と一体に回転するように第１回転軸２５に固定されている。

また、第１ロータ５１の複数の永久磁石５１２は、周方向に等間隔で配列されている。この永久磁石５１２の配列によって、第１ロータ５１の外周面部に、ステータ５３の鉄芯５３１の内周面部に対向して周方向に並ぶ複数の磁極からなる磁極列が構成されている。この場合、図２中の（Ｎ），（Ｓ）で示したように、周方向で互いに隣り合う２つの永久磁石５１２，５１２の外表面部（ステータ５３の鉄芯５３１の内周面部に対応する面部）の磁極は、互いに異なる磁性の磁極となっている。すなわち、第１ロータ５１の複数の永久磁石５１２の配列によって、第１ロータ５１の外周面部に形成される磁極列は、Ｎ極及びＳ極が交互に並ぶ配列となっている。

なお、第１ロータ５１の基体５１１及び永久磁石５１２の長さ（第１回転軸２５の軸心方向の長さ）は、ステータ５３の鉄芯５３１の軸心方向の長さと同程度とされている。

第２ロータ５２は、軟磁性体から成る複数のコア５２１（本発明のコア部に相当する）を、ステータ５３と第１ロータ５１との間に、これらと非接触状態で配列して構成された軟磁性体列を備えている。この軟磁性体列を構成する複数のコア５２１は、コア５２１よりも透磁率が低い部分５２２を挟んで周方向に等間隔で配列されている。

各コア５２１は、例えば複数の鋼板を積層して形成されている。そして、これらのコア５２１から成る軟磁性体列は、第２回転軸３３の端部に形成された環状のフランジ３３ａに固定されている。これにより、第２ロータ５２は、第２回転軸３３と一体に回転するようになっている。

なお、上記軟磁性体列を構成する各コア５２１の長さ（第１回転軸２５の軸心方向の長さ）は、ステータ５３の鉄芯５３１の軸心方向の長さと同程度とされている。

また、回転機３のステータ５３の電機子磁極の個数をｐ、第１ロータ５１の磁極の個数（永久磁石５１２の個数）をｑ、第２ロータ５２の軟磁性体のコア５２１の個数をｒとしたときに、これらのｐ，ｑ，ｒは、以下の式（３５）の関係を満たすように設定されている。

但し、ｍ≠１。なお、ｐ，ｑは偶数であり、ｍは正の有理数である。

この場合、例えば、ｐ＝４、ｑ＝８、ｒ＝６、ｍ＝２に設定すれば、上記式（３５）の関係が満たされる。

以上のように回転機３のステータ５３の電機子磁極の個数ｐと、第２ロータ５２のコア５２１の個数ｑと、第１ロータ５１の磁極の個数（永久磁石５１２の個数）ｒとが、上記式（３５）の関係を満たすように構成された回転機３では、第１ロータ５１及び第２ロータ５２の両方又は一方の回転時に、第１ロータ５１の磁極から第２ロータ５２のコア５２１を経由してステータ５３の各相のコイル５３２に作用する磁束（鎖交磁束）の時間的変化率ｄΨ_u／dt，ｄΨ_v／dt，ｄΨ_w／dt（但し、Ψ_uはＵ相、Ψ_vはＶ相、Ψ_wはＷ相の各コイルに作用する鎖交磁束）は、以下の式（３６）、式（３７）、式（３８）により表される。

但し、Ψ_f：第１ロータ５１の磁極の磁束の最大値、θ_e2：ステータ５３の３相コイル５３２のうちの１つの基準コイル（例えば、Ｕ相のコイル）に対する第２ロータ５２の電気角度位置、ω_e2：第２ロータ５２の電気角速度、θ_e1：上記基準コイルに対する第１ロータ５１の電気角度位置、ω_e1：第１ロータ５１の電気角速度。

なお、上記式（３６）〜式（３８）では、第１ロータ５１の１つの磁極が上記基準コイルに対向する状態でのθ_e1の値を“０”とし、第２ロータ５２の１つのコア５２１が上記基準コイルに対応する状態でのθ_e2の値を“０”としている。また、上記“電気角度”は、機械角に電機子磁極の極対数（Ｎ極及びＳ極の対の個数（＝ｐ／２））を乗じた角度を意味する。

この場合、第１ロータ５１の磁極から、第２ロータ５２のコア５２１を経由せずに直接的に各コイル５３２に作用する磁束は、コア５２１を経由する磁束に対して微小であるので、上記式（３６）〜式（３８）のｄΨ_u／dt，ｄΨ_v／dt，ｄΨ_w／dtは、ステータ５３に対する第１ロータ５１や第２ロータ５２の回転に伴なって、各相のコイル５３２に発生する逆起電力（誘起電圧）を表すものとなる。

そこで、本実施形態では、ステータ５３のコイル５３２の通電によって発生する回転磁界の磁束ベクトルの回転角度位置θ_mf（電気角での回転角度位置）と、その時間的変化率（微分値）である角速度ω_mf（電気角速度）とが、それぞれ、以下の式（３９），式（４０）の関係を満たすように、ステータ５３のコイル５３２の通電電流をＥＣＵ４１によりＰＤＵ１０を介して制御する。

但し、θ_mf：回転磁界の磁束ベクトルの回転角度位置、θ_e2：第２ロータ５２の電気角度位置、θ_e1：第１ロータ５１の電気角度位置、ｃ：電機子磁極の対極数、θ₂：第２ロータ５２の機械角度位置、θ₁：第１ロータ５１の機械角度位置。

但し、ω_mf：回転磁界の磁束ベクトルの角速度、ω_e2：第２ロータ５２の電気角速度、ω_e1：第１ロータ５１の電気角速度、ｃ：電機子磁極の対極数、ω₂：第２ロータ５２の機械角速度、ω₁：第１ロータ５１の機械角速度。

上記のように、ステータ５３に回転磁界を発生させることにより、回転機３の運転を適切に行なって、第１ロータ５１及び第２ロータ５２にトルクを発生させることができる。このとき、ステータ５３のコイル５３２への供給電力（入力電力）又はコイル５３２からの出力電力を、回転磁界の電気角での角速度ω_mfで除したものを、この回転磁界の等価トルクＴ_mf（以下、回転界磁等価トルクＴ_mfという）と定義し、第１ロータ５１に発生するトルクをＴ1、第２ロータ５２に発生するトルクをＴ2としたときに、Ｔ_mf，Ｔ1，Ｔ2の間には、以下の式（４１）の関係が成立する。なお、ここでは、銅損、鉄損等によるエネルギー損失は無視し得る程度に微小であるとする。

上記式（４０）により示される角速度の相互関係、及び上記式（４１）により示されるトルクの相互関係は、シングルピニオン型の遊星歯車装置のサンギヤ，リングギヤ，キャリアの回転速度の相互関係、及びトルクの相互関係と同じ関係となる。すなわち、電機子磁極及び第１ロータ５１の一方がサンギヤ、他方がリングギヤに対応し、第２ロータ５２がキャリアに対応する。

したがって、回転機３は、遊星歯車装置としての機能（より一般的には、差動装置としての機能）を持つことになり、電機子磁極と第１ロータ５１と第２ロータ５２の回転が、式（４０）で示される共線関係を保って行われる。

そして、この場合、回転機３は、一般の遊星歯車機構と同様にエネルギーの分配・合成機能を持つ。すなわち、ステータ５３と第２ロータ５２のコア５２１（軟磁性体）と第１ロータ５１の永久磁石５１２との間で形成される磁気回路を介して、ステータ５３のコイル５３２と第２ロータ５２と第１ロータ５１との間でのエネルギーの分配・合成が可能となる。

例えば、第１ロータ５１及び第２ロータ５２に負荷を与えた状態で、ステータ５３のコイル５３２に電力（電気エネルギー）を供給して回転磁界を発生させることにより、コイル５３２に供給した電気エネルギーを、上記磁気回路を介して第１ロータ５１及び第２ロータ５２の回転運動エネルギーに変換して、第１ロータ５１及び第２ロータ５２を回転駆動する（第１ロータ５１及び第２ロータ５２にトルクを発生させる）ことができる。この場合、コイル５３２に入力される電気エネルギーは、第１ロータ５１及び第２ロータ５２に分配される。

また、例えば、第１ロータ５１を外部から回転駆動する（第１ロータ５１に外部から回転運動エネルギーを与える）と共に、第２ロータ５２に負荷を与えた状態で、ステータ５３のコイル５３２から電気エネルギーを出力させる（コイル５３２による発電を行う）ように回転磁界を発生させることにより、上記磁気回路を介して第２ロータ５２の回転運動エネルギーとコイル５３２の発電エネルギーとに変換し、第２ロータを回転駆動すると共に、コイル５３２による発電を行うことができる。この場合、第１ロータ５１に入力されるエネルギーが、第２ロータ５２とコイル５３２とに分配される。

さらに、例えば、第１ロータ５１を外部から回転駆動する（第１ロータ５１に外部から回転運動エネルギーを与える）と共に、第２ロータ５２に負荷を与えた状態で、ステータ５３のコイル５３２に電気エネルギーを供給して回転磁界を発生させることにより、第１ロータ５１に供給した回転運動エネルギーとコイル５３２に供給した電気エネルギーとを、上記磁気回路を介して第２ロータの回転運動エネルギーに変換し、第２ロータ５２を回転駆動することができる。この場合、第１ロータ５１に入力されるエネルギーとコイル５３２に供給されるエネルギーとが合成されて、第２ロータ５２に伝達される。

このように、回転機３においては、第１ロータ５１及び第２ロータ５２の各回転運動エネルギーと、コイル５３２の電気エネルギーとの間の相互変換を行いつつ、第１ロータ５１、第２ロータ５２、及びコイル５３２との間で、エネルギーの分配と合成を行うことが可能である。

次に、図３〜図６を参照して、ＥＣＵ６０の構成と動作について説明する。図３を参照して、ＥＣＵ６０は、いわゆるｄ−ｑベクトル制御により回転機３のステータ５３の各相のコイルの通電電流（相電流）を制御する。すなわち、ＥＣＵ６０は、回転機３のステータ５３の３相分のコイルを、２相直流の回転座標であるｄ−ｑ座標系での等価回路に変換して取り扱う。

ステータ５３に対応する等価回路は、ｄ軸上の電機子（以下、ｄ軸電機子という）と、ｑ軸上の電機子（以下、ｑ軸電機子という）とを有する。そして、ｄ−ｑ座標系は、３相コイルのうちの基準コイルに対するｄ軸の位相を、上記式（３９）により算出される回転角度位置θ_mfとし、ｄ軸と直交する方向をｑ軸として、第１ロータ５１及び第２ロータ５２と共に回転する回転座標系となる。

ＥＣＵ６０は、位置センサ７０（レゾルバ、エンコーダ等）により検出される第１ロータ５１の機械角度位置θ₁と、位置センサ７１により検出される第２ロータ５２の機械角度位置θ₂とにより、上記式（３９）により、回転角度位置θ_mfを算出する電気角変換器６７と、相電流センサ７２，７３により検出されるＵ相電流検出値ｉ_u_sとＷ相電流検出値ｉ_w_sを、回転角度位置θ_mfに基づいて、ｄ軸電機子のコイルに流れる電流（以下、ｄ軸電流という）の検出値であるｄ軸電流検出値ｉ_d_s、及びｑ軸電機子のコイルに流れる電流（以下、ｑ軸電流という）の検出値であるｑ軸電流検出値ｉ_q_sに変換する３相／ｄｑ変換器６５と、回転角度位置θ_mfを微分して電気角速度ω_mfを算出する電気角速度算出器６６とを備えている。

さらに、ＥＣＵ６０は、外部から与えられるｄ軸電流の指令値であるｄ軸電流指令値ｉ_d_cとｄ軸電流検出値ｉ_d_sとの差Δｉ_dを求める減算器６１と、外部から与えられるｑ軸電流の指令値であるｑ軸電流指令値ｉ_q_cとｑ軸電流検出値ｉ_q_sとの差Δｉ_qを求める減算器６２と、Δｉ_dを減少させるようにｄ軸電機子のコイルの端子間電圧の指令値であるｄ軸電圧指令値Ｖ_d_c、及びΔｉ_qを減少させるようにｑ軸電機子のコイルの端子間電圧の指令値であるｑ軸電圧指令値Ｖ_q_cを決定する電流制御器６３と、ｄ軸電圧指令値Ｖ_d_c及びｑ軸電圧指令値Ｖ_q_cを、回転角度位置θ_mfに基づいて、３相電圧の指令値であるＵ相電圧指令値Ｖ_u_c，Ｖ相電圧指令値Ｖ_v_c，Ｗ相電圧指令値Ｖ_w_cに変換するｄｑ／３相変換器６４とを備えている。

また、ＰＤＵ１０は、Ｖ_u_c，Ｖ_v_c，Ｖ_w_cに応じて、インバータを構成するスイッチング素子（トランジスタ等）をＰＷＭ制御によりスイッチングすることにより、回転機３のステータ５３の３相コイルの通電制御を実行する。

次に、ｄ−ｑ座標系における回転機３のモデルの電圧方程式は、以下の式（４２）で表される。

但し、Ｖ_d：ｄ軸電圧、Ｖ_q：ｑ軸電圧、ｉ_d：ｄ軸電流、ｉ_q：ｑ軸電流、Ｒ_a：ｄ軸電機子及びｑ軸電機子のコイルの抵抗、Ｌ_d：ｄ軸電機子のコイルのインダクタンス、Ｌ_q：ｑ軸電機子のコイルのインダクタンス、Ψ_a：誘起電圧定数、ω：回転磁界の磁束ベクトルの角速度。

図４は、上記式（４２）の関係をブロック線図で表したものである。図４に示したように、ｄ軸電流ｉ_dにより生じる電圧成分８１（ｉ_d・（ωＬ_d＋ωΨ_a））が、減算器８２でｑ軸電圧Ｖ_qから減じられる。また、ｑ軸電流ｉ_qにより生じる電圧成分８３（ｉ_q・ωＬ_q）が、加算器８０でｄ軸電圧Ｖ_dに加えられる。

このように、ｄ軸電圧Ｖ_dはｑ軸電流ｉ_qの影響を受け、また、ｑ軸電圧Ｖ_qはｄ軸電流ｉ_dの影響を受ける。そのため、ｄ軸電流ｉ_dとｑ軸電流ｉ_qを独立して制御することができない。

そこで、電流制御器６３は、図５に示したように、ｄ軸とｑ軸間の干渉を回避するための非干渉制御器９０ａを備えている。非干渉制御器９０ａは、以下の式（４３）で示したように、ＰＩ（比例・積分）制御器９１によりΔｉ_dを減少させるように決定されるｄ軸電圧Ｖ_daから、減算器９２で干渉成分を減じて、ｄ軸電圧指令値Ｖ_d_cを算出する。

また、非干渉制御器９０ａは、以下の式（４４）で示したように、ＰＩ（比例・積分）制御器９１によりΔｉ_qを減少させるように決定されるｑ軸電圧Ｖ_qaから、加算器９３で干渉成分を加えて、ｑ軸電圧指令値Ｖ_q_cを算出する。

ここで、上記式（４２）から、ｉ_dとｉ_qは以下の式（４５），式（４６）で表される。

そして、上記式（４３）のＶ_d_cを上記式（４５）のＶ_dに代入し、また、上記式（４４）のＶ_q_cを上記式（４６）に代入して、ω＝ω_mfとすると、以下の式（４７），式（４８）の形になる。

上記式（４７），式（４８）により、ｄ軸電流及びｄ軸電圧の制御と、ｑ軸電流及びｑ軸電圧の制御を、１次系の伝達関数により独立して行うことができることがわかる。

次に、図６は、図５に示した非干渉制御器９０ａを非干渉制御器９０ｂに置き換えて構成したものである。

非干渉制御器９０ａは、ｄ軸電流検出値ｉ_d_s及びｑ軸電流検出値ｉ_q_sを用いて、干渉成分を算出したが、非干渉制御器９０ｂは、以下の式（４９），式（５０）で示したように、ｄ軸電流指令値ｉ_d_c及びｑ軸電流指令値ｉ_q_cを用いて干渉成分を算出する。

但し、ｉ_q_c：ｑ軸電流指令値。

但し、ｉ_d_c：ｄ軸電流指令値。

ここで、電流制御器６３は、ｄ軸電流指令値ｉ_d_cとｄ軸電流検出値ｉ_d_sとの差Δｉ_dを減少させるようにｄ軸電圧指令値Ｖ_d_cを決定すると共に、ｑ軸電流指令値ｉ_q_cとｑ軸電流検出値ｉ_q_cとの差Δｉ_qを減少させるようにｑ軸電圧指令値Ｖ_q_cを決定する。そのため、ｉ_d_c≒ｉ_d_sに制御され、また、ｉ_q_c≒ｉ_q_sに制御されている。

したがって、上述した非干渉制御器９０ａを用いる場合と同様に、ｄ軸とｑ軸間に生じる干渉を回避して、ｄ軸電流及びｄ軸電圧の制御と、ｑ軸電流及びｑ軸電圧の制御を、１次系の伝達関数により独立して行うことができる。

なお、本実施の形態では、電流制御器６３に非干渉制御器９０ａ，９０ｂを備えた構成を示したが、非干渉制御器９０ａ，９０ｂを備えない場合であっても、本発明の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、回転機３のステータ５３にＵ，Ｖ，Ｗの３相のコイルを備えたが、３相以外の相数のコイルによって、回転磁界（移動磁界）を発生させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、本発明の電動機として回転機３を示したが、直動機（リニアモータ）に対しても、本発明を同様に適用してその効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、ＥＣＵ６０により、回転機３をｄ−ｑ座標系での等価回路に変換して制御したが、このような変換を行わない場合であっても、上記式（３９）又は上記式（４０）関係を維持するように、回転機３のステータ５３の３相コイル５３２の通電制御を行うことで、本発明の効果を得ることができる。

３…回転機、５１…第１ロータ、５２…第２ロータ、５３…ステータ、６０…ＥＣＵ、６３…電流制御器、９０ａ，９０ｂ…非干渉制御器、５１２…永久磁石、５２１…コア（軟磁性体）、５３２…コイル、５３３…電機子。

Claims (6)

1. 所定方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第１可動子と、
   前記所定方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記所定方向に移動する移動磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有する固定子と、
   前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記所定方向に交互に配置された第２可動子とを備え、
   前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（但し、ｍ≠１．０）に設定されている電動機と、
   前記第１可動子の速度を検出する第１速度検出手段と、
   前記第２可動子の速度を検出する第２速度検出手段と、
   前記電機子列により発生する移動磁界の速度が、前記第２可動子の速度に（１＋ｍ）を乗じた値と前記第１可動子の速度にｍを乗じた値との差に、同期するように前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする電動機システム。
2. 所定方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第１可動子と、
   前記所定方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記所定方向に移動する移動磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有する固定子と、
   前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記所定方向に交互に配置された第２可動子とを備え、
   前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（但し、ｍ≠１．０）に設定されている電動機と、
   前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、
   前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、
   前記電機子列により発生する移動磁界の位置が、前記固定子に対する前記第２可動子の位置に（１＋ｍ）を乗じた値と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置にｍを乗じた値との差を用いて表される位置となるように、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする電動機システム。
3. 所定方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第１可動子と、
   前記所定方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記所定方向に移動する移動磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有する固定子と、
   前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記所定方向に交互に配置された第２可動子とを備え、
   前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（但し、ｍ≠１．０）に設定されている電動機と、
   前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、
   前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、
   前記固定子に対する第２可動子の位置に（１＋ｍ）を乗じた値と、前記固定子に対する前記第１可動子の位置にｍを乗じた値との差に、前記電機子磁極の極対数を乗じた値で表される電気角度位置を通電位相角として、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする電動機システム。
4. 所定方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第１可動子と、
   前記所定方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記所定方向に移動する移動磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有する固定子と、
   前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記所定方向に交互に配置された第２可動子とを備え、
   前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（但し、ｍ≠１．０）に設定されている電動機と、
   前記固定子に対する第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、
   前記固定子に対する第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、
   前記固定子に対する前記第１可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第１可動子の電気角度位置を算出すると共に、前記固定子に対する前記第２可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第２可動子の電気角度位置を算出し、前記第１可動子の電気角度位置に（ｍ＋１）を乗じた値と前記第２可動子の電気角度位置にｍを乗じた値との差で表される電気角度位置を通電位相角として、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする電動機システム。
5. 所定方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第１可動子と、
   前記所定方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記所定方向に移動する移動磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有する固定子と、
   前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分とが前記所定方向に交互に配置された第２可動子とを備え、
   前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（但し、ｍ≠１．０）に設定されている電動機と、
   前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、
   前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、
   前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記固定子に対する前記第１可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第１可動子の電気角度位置を算出すると共に、前記固定子に対する前記第２可動子の位置に前記電機子磁極の極対数を乗じることによって、前記第２可動子の電気角度位置を算出し、前記第１可動子の電気角度位置に（ｍ＋１）を乗じた値と、前記第２可動子の電気角度位置にｍを乗じた値との差で表される回転角度位置に基づいて、前記電動機を直交２軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように各軸の電機子に供給する電圧の目標値を決定し、該決定した電圧の目標値を前記回転角度位置に基づいて多相交流電圧に変換して前記電動機の電機子に供給する多相交流電圧を設定する制御装置とを備えたことを特徴とする電動機システム。
6. 所定方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第１可動子と、
   前記所定方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記所定方向に移動する移動磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有する固定子と、
   前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分とが前記所定方向に交互に配置された第２可動子とを備え、
   前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（但し、ｍ≠１．０）に設定されている電動機と、
   前記固定子に対する前記第１可動子の位置を検出する第１位置検出手段と、
   前記固定子に対する前記第２可動子の位置を検出する第２位置検出手段と、
   前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記固定子に対する前記第１可動子の位置及び前記固定子に対する前記第２可動子の位置に基づいて、前記電動機を直交２軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように、各軸の電機子に供給する電圧を制御すると共に、一方の軸の電機子に供給する電圧に対して、他方の電機子に流れる電流により該一方の軸の電機子に生じる電圧分を相殺する補正を行って、前記電動機を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする電動機システム。

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