JP5726329B2 - 永久磁石型集中巻モータ - Google Patents
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Description
前記極数M=14nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12、W11、U12,U13,V13,W12,W13、U21、V21,V22、W21,U22,U23,V23,W22、W23としたとき、前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が2の電磁加振力が小さくなり、しかも、コイルの結線が容易となる。
また、請求項2の発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M=14nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12、W11、U12,U13,V13,W12,W13、U21、V21,V22、W21,U22,U23,V23,W22、W23としたとき、前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が2の電磁加振力が小さくなり、振動騒音も低減する。
また、請求項3の発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、 前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M=22nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12、V11、U12,U13,W13,V12,V13、U21、W21,W22、V21,U22,U23,W23,V22、V23としたとき、前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が2の電磁加振力が小さくなり、しかも、コイルの結線が容易となる。
また、請求項4の発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M=22nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12、V11、U12,U13,W13,V12,V13、U21、W21,W22、V21,U22,U23,W23,V22、V23としたとき、前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が2の電磁加振力が小さくなり、振動騒音も低減する。
前記極数M=14nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12、W11、U12,U13,V13,W12,W13、U21、V21,V22、W21,U22,U23,V23,W22、W23としたとき、前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるので、機械角100度の間に分散して配置された3つのコイルが直列接続されていて、U1相がU2相が互いに機械角180度ずれた位置に配置されており、V1相、V2相、W1相、W2相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が2の電磁加振力を小さくできるという効果が得られる。また、1番と6番のティースT1、T6の位置関係は機械角100度離れた位置であり、その他U2、V1,V2,W1,W2の各相も全て100度以内のティースで直列接続されており、このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることにより結線が容易となる効果がある。
請求項2の発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M=14nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12、W11、U12,U13,V13,W12,W13、U21、V21,V22、W21,U22,U23,V23,W22、W23としたとき、前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるので、機械角200度の間に分散して配置された3つのコイルが直列接続されていて、U1相がU2相が互いに機械角180度ずれた位置に配置され、V1相、V2相、W1相、W2相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が2の電磁加振力を小さくできるという効果が得られる。また、0から200度の範囲にあるコイルが直列接続されている構成であるので、U1相とU2相の電流がアンバランスになったときの電磁力が小さくなり、したがって、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるという効果がある。仮に2個のインバータが故障した場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。
請求項3の発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、 前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M=22nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12、V11、U12,U13,W13,V12,V13、U21、W21,W22、V21,U22,U23,W23,V22、V23としたとき、前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるので、機械角100度の間に分散して配置された3つのコイルが直列接続されていて、U1相がU2相が互いに機械角180度ずれた位置に配置されており、V1相、V2相、W1相、W2相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が2の電磁加振力が小さくできるという効果が得られる。また、1番と6番のティースT1、T6の位置関係は機械角100度離れた位置であり、その他U2、V1,V2,W1,W2の各相も全て100度以内のティースで直列接続されており、このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることによりコイルの結線が容易となる効果がある。
請求項4の発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M=22nであり、前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12、V11、U12,U13,W13,V12,V13、U21、W21,W22、V21,U22,U23,W23,V22、V23としたとき、前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されるので、機械角200度の間に分散して配置された3つのコイルが直列接続されていて、U1相がU2相が互いに機械角180度ずれた位置に配置されており、V1相、V2相、W1相、W2相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が2の電磁加振力が小さくできるという効果が得られる。また、0から200度の範囲にあるコイルが直列接続されている構成であるのでU1相とU2相の電流がアンバランスになったときの電磁力が小さくなり、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるという効果がある。仮に2個のインバータが故障した場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。
以下この発明の実施の形態1を図1〜図8により説明する。図1は永久磁石型集中巻モータの固定子の縦断正面図、図2は表面磁石型の永久磁石型集中巻モータの縦断正面図、図3は電機子巻線の結線の説明図、図4は電機子巻線のY結線の説明図、図5は電機子巻線のΔ結線の説明図、図6は従来のモータの電磁加振力と本発明のモータの電磁加振力の一例との比較図で、(a)は従来のモータの電磁加振力の説明図、(b)は本発明のモータの電磁加振力の一例の説明図である。図7は2台のインバータの回路の説明図、図8はトルクリップル波形の説明図である。
ティースT1〜T18の各々に集中的に巻き回されている各コイルについて、U,V,Wの3相のいずれのコイルか分かるように、便宜的に番号を付けて表している。UVW各相は、
U相はU11,U12,U13,U21,U22,U23の6個、
V相はV11,V12,V13,V21,V22,V23の6個、
W相はW11,W12,W13,W21,W22,W23の6個、
からそれぞれ構成され、図1に示すように、各コイルはティースT1〜T18のそれぞれに対応して、U11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,V22,W21,U22,U23,V23,W22,W23の順に並んでいる構成となっている。
これら18個のコイルがどのように接続されるかについては、後でその詳細を説明する。
回転子Rrは回転軸となるシャフトRSとシャフトの外側に回転子鉄心RCが設けられ、さらに回転子鉄心RCの外周側に永久磁石の磁極PM1〜PM14が回転子鉄心RC周方向に等間隔に14個貼り付けられている。
なお、図2では省略しているが永久磁石の外側に磁石の保護と飛散防止用にステンレスやアルミニウムなどの非磁性材料を円筒状にしたカバーで覆う場合がある。
また、コイルU21とコイルU22とコイルU23とが直列接続されて第2のU相巻線であるU2相を構成している。このとき、コイルU22は、コイルU21およびコイルU23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルV11とコイルV12とコイルV13とが直列接続されて第1のV相巻線であるV1相を構成している。このとき、コイルV12は、コイルV11およびコイルV13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルV21とコイルV22とコイルV23とが直列接続されて第2のV相巻線であるV2相を構成している。このとき、コイルV22は、コイルV21およびコイルV23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルW11とコイルW12とコイルW13とが直列接続されて第1のW相巻線であるW1相を構成している。このとき、コイルW12は、コイルW11およびコイルW13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルW21とコイルW22とコイルW23とが直列接続されて第2のW相巻線であるW2相を構成している。このとき、コイルW22は、コイルW21およびコイルW23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている
同様にV1相の両端はコイルV11側をV1+、コイルV13側をV1−とし、同様にV2相の両端もコイルV21側をV2+、コイルV23側をV2−としている。
同様にW1相の両端はコイルW11側をW1+、コイルW13側をW1−とし、同様にW2相の両端もコイルW21側をW2+、コイルW23側をW2−としている。
モータMは図1,2,3,4で述べた極数が14、スロット数が18の永久磁石型集中巻モータである。図7では簡単のため詳細省略し、電機子巻線AWのみ示している。
モータMの電機子巻線AWは、第1のU相巻線U1、第1のV相巻線V1、および第1のW相巻線W1によって構成される電機子巻線AW1と、第2のU相巻線U2、第2のV相巻線V2、および第2のW相巻線W2によって構成される電機子巻線AW2とから構成される。
電子制御ユニットECUにはバッテリーなどの電源PSから直流電源が供給されており、ノイズ除去用のコイルClを介して、電源リレーPSRyが接続されている。
電源リレーPSRyは電源リレーPSRy1,PSRy2の2個あり、それぞれ2個の電子的可制御スイッチング素子であるMOS-FETで構成され、故障時などは電源リレーPSRy1,PSRy2を開放して、過大な電流が流れないようにする。
コンデンサC1、コンデンサC2は平滑コンデンサである。図7ではそれぞれ、1個のコンデンサで構成されているが、複数のコンデンサを並列に接続されて構成してもよいことは言うまでもない。
なお、シャントは3個の例を示したが、2個のシャントであってもよいし、1個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。
なお、シャントは3個の例を示したが、2個のシャントであってもよいし、1個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。
一方、10極12スロットのモータでは隣り合うコイル、すなわち機械角30度離れた2つのコイルが直列接続されるため空間次数が2の電磁加振力が大きい。
このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることにより結線が容易となるという効果がある。さらに、電機子巻線AWは電機子巻線AW1と電機子巻線AW2の2つに分かれており、電気的には2つ電機子巻線の並列回路となる。
図8は従来例と実施の形態1の構成のトルクリップルを比較したものである。横軸はモータの回転角度であり電気角で示している。縦軸はトルクリップルで定格トルクに対する割合を%値で示している。
一点鎖線で示す従来例では電気角60度周期のトルクリップル(6次のトルクリップル)が見られるが、本実施の形態1のように2台のインバータInv1,Inv2の前記各供給電流の位相を相対的に電気角30度ずらすことで、互いの6次のトルクリップルを相殺し、図8の実線で示すように6次のトルクリップルを低減させてトルクリップルのp−p値を大幅に低減するという効果が得られる。
MOS-FET21,MOS-FET22の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのA2相へ、MOS-FET23,MOS-FET24の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのB2相へ、MOS-FET25,MOS-FET26の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのC2相へ、それぞれ供給される構成とすれば同様の効果が得られる。
この場合は極数をM、ティースの数をNとしたとき、
M=14n、N=18n(nは整数、n≧1)と表すことができる。このとき、電機子巻線AWの結線は図3の構成をn回繰り返すことができる。図3の構成では電機子巻線AWは、並列回路を成す2個の電機子巻線AW1,AW2を有するため最大で2n個の並列回路の電機子巻線を構成できる。これは2nの約数の並列回路を取り得ることを示している。2個のインバータInv1,Inv2に接続するには電機子巻線AWを2組の電機子巻線AW1,AW2に分ける必要があり、並列回路数は偶数でなければならない。さらに、各並列回路において1相分の電機子回路はコイル(ティースに集中的に巻き回されたコイル)のうち6n/m個を直列接続して構成すればよい。
回転子Rrに着磁された永久磁石PMから構成される磁極を有し、
その磁極の極数がMであり、
固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースTが周方向に等間隔に配置され、
そのティースTの数がNであり、
磁極数Mとティース数Nは、
nは整数、n≧1としたとき、
M=14n
N=18n
を満たし、かつ電機子巻線AWはm個の並列回路を有し(mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)前記並列回路の1相分の電機子巻線回路は6n/m個のコイルを直列接続した構成とすれば、集中巻であるため小型高効率であり、トルクリップルも小さく、さらに空間次数が2の電磁加振力が小さいため低振動・低騒音となる。電機子巻線AWを並列回路を成す電機子巻線で形成することにより、巻線を細くすることができ巻線占積率が向上し、工作性も向上するという効果もある。
(電気角)=(極対数)×(機械角)
の関係となっている。したがって、n=1のときには回転センサの電気角換算した角度誤差が小さくなる。したがって、レゾルバやGMRセンサやMRセンサなどの回転センサの角度誤差の影響を受けにくく、低トルクリップルとなり、低騒音・低振動のモータが得られるという効果がある。
U11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,v22,W21,U22,U23,V23,W22,W23
とすればよい。
実施の形態1では電機子巻線の結線については図3の事例にしたがって説明したが、本実施の形態2では別の例について説明する。図9は電機子巻線の結線の別の例の説明図である。図9は図1、図2に示した18個のコイルがどのように電気的に接続されているかを示す図である。
図9において、18個並んだ四角形は1番から18番までのティースT1〜T18を表しており、各ティースT1〜T18に巻き回されているコイルをU11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,V22,W21,U22,U23,V23,W22,W23と表示してある。なお、a1とa2とは図示省略してあるが電気的に一続きに繋がっている。同様に、b1とb2とも電気的に一続きに繋がっており、また、c1とc2とも電気的に一続きに繋がっている。
コイルV11とコイルV13とコイルV22とが直列接続されて第1のV相巻線であるV1相を構成している。このとき、コイルV11とコイルV13とコイルV22とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルW12とコイルW21とコイルW23とが直列接続されて第1のW相巻線であるW1相を構成している。このとき、コイルW12とコイルW21とコイルW23とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルU23とコイルU21とコイルU12とが直列接続されて第2のU相巻線であるU2相を構成している。このとき、コイルU23とコイルU21とコイルU12とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルV12とコイルV23とコイルV21とが直列接続されて第2のV相巻線であるV2相を構成している。このとき、コイルV12とコイルV23とコイルV21とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルW13とコイルW11とコイルW22とが直列接続されて第2のW相巻線であるW2相を構成している。このとき、コイルW13とコイルW11とコイルW22とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルU23とコイルU11とコイルU12とが直列接続されて第1のU相巻線であるU1相を構成し、この構成では、コイルU11は、コイルU23およびコイルU12とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルV12とコイルV13とコイルV21とが直列接続されて第1のV相巻線であるV1相を構成し、この構成では、コイルV13は、コイルV12およびコイルV21とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルW13とコイルW21とコイルW22とが直列接続されて第1のW相巻線であるW1相を構成し、この構成では、コイルW21は、コイルW13およびコイルW22とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルU22とコイルU21とコイルU13とが直列接続されて第2のU相巻線であるU2相を構成し、この構成では、コイルU21は、コイルU22およびコイルU13とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルV22とコイルV23とコイルV11とが直列接続されて第2のV相巻線であるV2相を構成し、この構成では、コイルV23は、コイルV22およびコイルV11とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルW23とコイルW11とコイルW12とが直列接続されて第2のW相巻線であるW2相を構成し、この構成では、コイルW11は、コイルW23およびコイルW12とはコイルの巻き方向が逆とする。
実施の形態1と実施の形態2とでは2台のインバータにより永久磁石型集中巻モータが駆動される例を示したが、本実施の形態3では1台のインバータにより永久磁石型集中巻モータを駆動する例を示す。
コンデンサCは平滑コンデンサである。図12では1個のコンデンサで構成されているが、複数のコンデンサを並列に接続されて構成してもよいことは言うまでもない。
図13は実施の形態4の永久磁石型集中巻モータの断面の説明図である。このモータMは、回転子Rrの極数が22、固定子Srのスロット数が18のモータであり、固定子の内側に回転自在になるよう設けられた回転子Rrがある。回転子Rrは回転軸となるシャフトRSとシャフトRSの外側に回転子鉄心RCが設けられ、さらに回転子鉄心RCの外周側に永久磁石の磁極が周方向に等間隔に22個PM1〜PM22貼り付けられている。
なお、図13では省略しているが永久磁石の外側に磁石の保護と飛散防止用にステンレスやアルミニウムの非磁性材料を円筒状にしたカバーで覆う場合がある。
U相はU11,U12,U13,U21,U22,U23の6個、
V相はV11,V12,V13,V21,V22,V23の6個、
W相はW11,W12,W13,W21,W22,W23の6個、
からそれぞれ構成され、図13に示すように各コイルはティースT1〜T18のそれぞれに対応して、U11,W11,W12,V11,U12,U13,W13,V12,V13,U21,W21,W22,V21,U22,U23,W23,V22,V23の順に並んでいる構成となっている。次に、この18個のコイルU11,W11,W12,V11,U12,U13,W13,V12,V13,U21,W21,W22,V21,U22,U23,W23,V22,V23がどのように接続されるかについて詳細を説明する。
また、コイルU21とコイルU22とコイルU23とが直列接続されて第2のU相巻線であるU2相を構成している。このとき、コイルU22は、コイルU21およびコイルU23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルV11とコイルV12とコイルV13とが直列接続されて第1のV相巻線であるV1相を構成している。このとき、コイルV12は、コイルV11およびコイルV13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルV21とコイルV22とコイルV23とが直列接続されて第2のV相巻線であるV2相を構成している。このとき、コイルV22は、コイルV21およびコイルV23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルW11とコイルW12とコイルW13とが直列接続されて第1のW相巻線であるW1相を構成している。このとき、コイルW12は、コイルW11およびコイルW13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルW21とコイルW22とコイルW23とが直列接続されて第2のW相巻線であるW2相を構成している。このとき、コイルW22は、コイルW21およびコイルW23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
図15において、18個並んだ四角形は1番から18番までのティースT1〜T18を表しており、各ティースに巻き回されているコイルをU11,W11,W12,V11,U12,U13,W13,V12,V13,U21,W21,W22,V21,U22,U23,W23,V22,V23と示している。なお、a1とa2とは図示省略してあるが電気的に一続きに繋がっている。同様に、b1とb2とも電気的に一続きに繋がっており、また、c1とc2とも電気的に一続きに繋がっている。
コイルV12とコイルV21とコイルV23とが直列接続されて第1のV相巻線であるV1相を構成している。このとき、コイルV12とコイルV21とコイルV23とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルW11とコイルW13とコイルW22とが直列接続されて第1のW相巻線であるW1相を構成している。このとき、コイルW11とコイルW13とコイルW22とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルU23とコイルU21とコイルU12とが直列接続されて第2のU相巻線であるU2相を構成している。このとき、コイルU23とコイルU21とコイルU12とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルV22とコイルV11とコイルV13が直列接続されて第2のV相巻線であるV2相を構成している。このとき、コイルV22とコイルV11とコイルV13とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルW12とコイルW23とコイルW21が直列接続されて第2のW相巻線であるW2相を構成している。このとき、コイルW12とコイルW23とコイルW21とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
磁極数M=(18±4)n、ティース数N=18n(nは整数、n≧1)
と表すことができる。
実施の形態1では回転子鉄心RCの表面に永久磁石を配置したいわゆる表面磁石型のモータの例であったが、本発明はこれに限らない。図16は永久磁石PM1〜PM14を回転子鉄心RC内部に埋め込んだ磁石埋め込み型のモータである。
図17は回転子鉄心RCに回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い永久磁石が埋め込まれた構造とした永久磁石型集中巻モータの説明図である。
固定子Srは図2と同じ構造だが、回転子Rrは異なっている。永久磁石PM1〜PM14は何れもその回転子径方向の長さが回転子周方向の長さに比べて長い形状をしており、この永久磁石PM1〜PM14が周方向に等間隔に14個並んでいる。
図18は、図17の構成とした場合の電磁加振力である。空間次数2次,4次,14次の全ての電磁加振力が、実施形態1の場合の図6(b)に比べてさらに低減されている。特に空間次数2次の電磁加振力が低減されているため、さらに低振動・低騒音となる。これは回転子の構成を図17の構成としたことと電機子巻線AWの構成を実施の形態1および2で述べた構成としたことで得られた相乗効果である。
図19は自動車の電動パワーステアリング装置の説明図である。運転者はステアリングホイール(図示しない)を操舵し、そのトルクがステアリングシャフト(図示しない)を介してシャフトStSに伝達される。このときトルクセンサTSが検出したトルクは電気信号に変換されケーブル(図示しない)を通じてコネクタCnr1を介してECU(コントロールユニット)に伝達される。一方、車速などの自動車の情報が電気信号に変換されコネクタCnr2を介してECUに伝達される。ECUはこのトルクと車速などの自動車の情報から、必要なアシストトルクを演算し、インバータを通じて永久磁石型集中巻モータMに電流を供給する。
なお、ラックブーツRBR,RBLは異物が装置内に侵入しないように設けられている。
前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,V22,W21,U22,U23,V23,W22,W23としたとき、
前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、
前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、
前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、
前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、
前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、
前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線は並列接続されることにより、
機械的に近い巻線が互いに直列接続されるので結線が容易となる。
前記固定子鉄心の18n個のティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,V22,W21,U22,U23,V23,W22,W23としたとき、
前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、
前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、
前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、
前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、
前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、
前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続されることにより、
並列回路を成す2つの電機子巻線の電流がアンバランスとなった場合でも回転子に加わる電磁力が小さいため低振動騒音となる。
前記固定子鉄心の18n個のティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,V22,W21,U22,U23,V23,W22,W23としたとき、
前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、
前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、
前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、
前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第1のV相巻線と前記第1のW相巻線は第1のインバータから給電され、
前記第2のU相巻線と前記第2のV相巻線と前記第2のW相巻線は第2のインバータから給電されることにより、
インバータ2個の場合の駆動回路側と接続するモータ側の配線が、第1のインバータ用の3つの配線と第2のインバータ用の3つの配線がそれぞれ近い位置に配置されるためモータとインバータの配線が容易となる。
前記固定子鉄心の18n個のティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,V22,W21,U22,U23,V23,W22,W23としたとき、
前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、
前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、
前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、
前記コイルW11,W13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第1のV相巻線と前記第1のW相巻線は第1のインバータから給電され、
前記第2のU相巻線と前記第2のV相巻線と前記第2のW相巻線は第2のインバータから給電されることにより、
別々のインバータが接続される第1と第2の電機子巻線で電流がアンバランスとなった場合でも回転子に加わる電磁力が小さいため低振動騒音となる。
極数が少ないため、回転センサの電気角換算した角度誤差が小さくなる。したがって、回転センサの角度誤差の影響を受けにくく、低トルクリップルとなり、低騒音・低振動のモータが得られる。
前記固定子鉄心の18n個のティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12,V11,U12,U13,W13,V12,V13,U21,W21,W22,V21,U22,U23,W23,V22,V23としたとき、
前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、
前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、
前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、
前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成されることにより、
機械的に近い巻線が互いに直列接続されるので結線が容易となる。
前記固定子鉄心の18n個のティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12,V11,U12,U13,W13,V12,V13,U21,W21,W22,V21,U22,U23,W23,V22,V23としたとき、
前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、
前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、
前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、
前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成されることにより、
第1と第2の電機子巻線で電流アンバランスがあっても回転子にかかる電磁力が小さく、低振動低騒音となる。
前記並列回路を成す一の3相電機子巻線の各相の巻線である第1のU相巻線と第1のV相巻線と第1のW相巻線および前記並列回路を成す他の3相電機子巻線の各相の巻線である第2のU相巻線と第2のV相巻線と第2のW相巻線は、それぞれ機械角100度以上に渡って分散的に配置された3つのコイルを直列接続して構成され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置されていることにより、
空間次数2次の電磁加振力が小さいため低振動・低騒音となる。極数が少ないため、回転センサの電気角換算した角度誤差が小さくなる。したがって、回転センサの角度誤差の影響を受けにくく、低トルクリップルとなり、低騒音・低振動のモータが得られる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
CSP 曲面部、 Inv,Inv1,Inv2インバータ、
M 永久磁石型集中巻モータ、 NMP 非磁性部、
PM1〜PM22 磁極、 RC 回転子鉄心、
RMD ラック軸の移動方向、 Rr 回転子、
SC 固定子鉄心、 Sr 固定子、
T1〜T18 ティース、
U11,V11,V12,W11,U12,U13,V13,W12,W13,U21,V21,V22,W21,U22,U23,V23,W22,W23 コイル。
Claims (14)
- 回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、
固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、
前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、
前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される
永久磁石型集中巻モータであって、
前記極数M=14nであり、
前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12、W11、U12,U13,V13,W12,W13、U21、V21,V22、W21,U22,U23,V23,W22、W23としたとき、
前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続される
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、
固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、
前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、
前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される
永久磁石型集中巻モータであって、
前記極数M=14nであり、
前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,V11,V12、W11、U12,U13,V13,W12,W13、U21、V21,V22、W21,U22,U23,V23,W22、W23としたとき、
前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続される
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、
固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、
前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、
前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される
永久磁石型集中巻モータであって、
前記極数M=22nであり、
前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12、V11、U12,U13,W13,V12,V13、U21、W21,W22、V21,U22,U23,W23,V22、V23としたとき、
前記コイルU11,U12,U13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU21,U22,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V12,V13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV21,V22,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW11,W12,W13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW21,W22,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続される
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がMであり、
固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がNであり、
前記極数M=(18±4)n、前記ティースの数N=18nを満たし(但し、nは整数、n≧1)、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すm個の3相電機子巻線で構成され(但し、mはm≧2の偶数で、かつ2nの約数)、
前記並列回路を成す各3相電機子巻線の1相分の回路は6n/m個のコイルを直列接続して構成される
永久磁石型集中巻モータであって、
前記極数M=22nであり、
前記固定子の18n個の前記ティースのうち、第18(n−1)+1番目から第18(n−1)+18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、U11,W11,W12、V11、U12,U13,W13,V12,V13、U21、W21,W22、V21,U22,U23,W23,V22、V23としたとき、
前記コイルU11,U13,U22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第1のU相巻線が構成され、前記コイルU12,U21,U23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のU相巻線である第2のU相巻線が構成され、
前記コイルV11,V13,V22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第1のV相巻線が構成され、前記コイルV12,V21,V23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のV相巻線である第2のV相巻線が構成され、
前記コイルW12,W21,W23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第1のW相巻線が構成され、前記コイルW11,W13,W22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線のW相巻線である第2のW相巻線が構成され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは並列接続され、前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは並列接続され、前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは並列接続される
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1または3に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
前記整数n=1とし、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線の各相の巻線である第1のU相巻線と第1のV相巻線と第1のW相巻線および前記並列回路を成す他の3相電機子巻線の各相の巻線である第2のU相巻線と第2のV相巻線と第2のW相巻線は、それぞれ機械角100度の間に分散的に配置された3つのコイルを直列接続され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置されている
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項2または4に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
前記整数n=1とし、前記並列回路を成す一の3相電機子巻線の各相の巻線である第1のU相巻線と第1のV相巻線と第1のW相巻線および前記並列回路を成す他の3相電機子巻線の各相の巻線である第2のU相巻線と第2のV相巻線と第2のW相巻線は、それぞれ機械角200度の間に分散的に配置された3つのコイルを直列接続され、
前記第1のU相巻線と前記第2のU相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第1のV相巻線と前記第2のV相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第1のW相巻線と前記第2のW相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置されている
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1から6の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
並列回路を成すm個の3相電機子巻線の各々が、異なるインバータから個別に給電される
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1から6の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
並列回路を成すm個の3相電機子巻線の各々が、共通のインバータから給電される
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1から8の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
前記回転子の回転子鉄心の表面に永久磁石を配置した
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1から8の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
前記回転子の回転子鉄心に永久磁石が埋め込まれている
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1から8の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
前記回転子の回転子鉄心に、回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い永久磁石が埋め込まれている
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1から8の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
前記回転子の回転子鉄心に取り付けられる永久磁石の断面形状が長方形であり、且つ前記永久磁石の回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い形状となっており、
前記永久磁石の着磁方向は隣り合う永久磁石の向かい合う面が互いに同じ極になるような向きであり、
隣り合う前記永久磁石の間には回転子鉄心が介在し、
この回転子鉄心の固定子側に対向する面は曲面部を有し、その曲面の形状が前記隣り合う永久磁石間の中間地点において固定子との空隙長が短くなるような凸形状の曲面を形成しており、
永久磁石の内径側の端面に接するように非磁性部を設けられている
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項1から12の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
前記永久磁石型集中巻モータが電動パワーステアリング装置に搭載され、
前記電動パワーステアリング装置に搭載された前記永久磁石型集中巻モータが、前記電動パワーステアリング装置のラック軸の移動方向と平行な向きに配置される
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。 - 請求項12に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
隣り合う永久磁石の間に介在する回転子鉄心と、シャフトの外周を囲うように設けられた回転子鉄心との間に、前記隣り合う永久磁石の間に介在する回転子鉄心と前記シャフトの外周を囲うように設けられた回転子鉄心とを機械的に連結する連結部が設けられている
ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
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