JP6565756B2 - 回転電機駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両に搭載されて電動機や発電機として用いられる回転電機駆動システムに関する。

従来、電気自動車等で用いられる電動機（モータ）は、低速から高速まで広い範囲で高トルク及び高効率特性を発揮することが望まれる。このような用途に対して、例えば特許文献１には、ステータとロータからなり圧縮機を駆動するモータを制御する圧縮機駆動制御装置において、最高速の確保と、定格能力での高効率を両立させるようにしたものが開示されている。

上記の圧縮機駆動制御装置では、ステータに巻かれたステータ巻線と、ステータ巻線に電源を供給する電圧印加端子とを備え、各相のステータ巻線の異なる巻き数の箇所と電圧印加端子とが接続され、圧縮機の駆動条件に応じて、電圧を印加する電圧印加端子を切り替えて、通電されるステータ巻線の巻き数を変えるようにしている。即ち、圧縮機を高速のトルクを確保するように運転する時には、ステータ巻線の巻き数の少ない箇所に接続した電圧印加端子に電圧を印加するように切り替えられ、また、圧縮機を定格能力で運転する時には、巻き数の多い箇所に接続した電圧印加端子に電圧を印加するように切り替えられる。

特許第４５９５３７２号公報

ところで、上記のモータは、車両の限られたスペースに搭載されるため、小型高性能化が要望されており、最大出力の上昇が望まれる。一方、導電材料と磁性材料からなるモータは、銅損や鉄損等による発熱が不可避的に発生する。これら銅損や鉄損等による発熱は、出力トルク等のモータ性能に大きな影響を及ぼすため、適切な対策が必要となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ステータ巻線の冷却性の向上を図ることにより、高速運転時の最大出力を向上させ得るようにした回転電機駆動システムを提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
ロータ（２０）と径方向に対向して配置されて周方向に配列された複数のスロット（３４）を有するステータコア（３１）、及び、前記スロットに収容されて前記ステータコアに巻装されているステータ巻線（３５）を備えた回転電機（１）と、前記ステータ巻線に電流を供給して前記回転電機を駆動する駆動装置（４０）と、前記ステータ巻線の結線を高速運転用の結線と低速運転用の結線とに切り替える切り替え部（４５，４６）と、を備えた回転電機駆動システムにおいて、
前記ステータ巻線は、一端が前記駆動装置に接続された第１巻線（３６）と、一端が前記第１巻線の他端に接続された第２巻線（３７）と、を有する相巻線を複数相有し、
前記第１巻線と前記第２巻線とは、前記スロット内に交互に配置されており、
前記切り替え部は、高速運転時に各相の前記第１巻線をスター結線して前記第１巻線の他端に高速用中性点を形成する第１切り替え部（４５）と、低速運転時に各相の前記相巻線をスター結線して前記第２巻線の他端に低速用中性点を形成する第２切り替え部（４６）と、を有し、
前記第１切り替え部と前記第２切り替え部とは、互いに反転動作され、
前記駆動装置は、高速運転時には前記第１巻線に通電すると共に、低速運転時には前記第１巻線及び前記第２巻線の双方に通電する。

この構成によれば、ステータ巻線は、高速運転時に通電される第１巻線と、高速運転時に通電されない第２巻線とを有し、第１巻線と第２巻線がスロット内に交互に配置されている。そのため、高速運転時において、通電により第１巻線に発生した熱は、隣接する非通電の第２巻線やステータコアに伝達されるので、第１巻線は、熱引きが良く冷め易くなる。これにより、第１巻線が効率良く冷却されるため、ステータ巻線の冷却性が向上し、高速運転時の最大出力を向上させることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。

実施形態１に係る回転電機の軸方向に沿う模式断面図である。 実施形態１においてステータコアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。 実施形態１において用いられる導体セグメントの断面図である。 実施形態１に係る回転電機駆動システムの回路図である。 図４に示す回転電機駆動システムにおいて低速運転に切り替えられた時の状態を示す回路図である。 図４に示す回転電機駆動システムにおいて高速運転に切り替えられた時の状態を示す回路図である。 実施形態１において隣接する２つの同相スロットに収容された同相巻線の第１巻線及び第２巻線の配置状態を示す説明図である。 比較例１において隣接する２つの同相スロットに収容された同相巻線の第１巻線及び第２巻線の配置状態を示す説明図である。 実施形態１及び比較例１の高速運転時間と温度上昇の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。 変形例１において隣接する２つの同相スロットに収容された同相巻線の第１巻線及び第２巻線の配置状態を示す説明図である。 変形例２に係るステータにおいて隣接する２つの同相スロットに収容された同相巻線の配置状態を示す説明図である。 実施形態２に係るステータにおいて隣接する２つの同相スロットに収容された同相巻線の配置状態を示す説明図である。 実施形態３に係るステータ巻線の巻装状態を示す説明図である。 実施形態４に係る回転電機駆動システムの回路図である。 図１４に示す回転電機駆動システムにおいて低速運転に切り替えられた時の状態を示す回路図である。 図１４に示す回転電機駆動システムにおいて高速運転に切り替えられた時の状態を示す回路図である。

以下、本発明に係る回転電機駆動システムの実施形態について図面を参照して具体的に説明する。

〔実施形態１〕
実施形態１に係る回転電機駆動システムは、回転電機としての車両用電動機に本発明を適用したものであり、図１に示すように、ステータ巻線３５を有する電動機（モータ）１と、ステータ巻線３５に電流を供給して電動機１を駆動する駆動装置としてのインバータ４０と、電源Ｂと、電動機１のステータ巻線３５の結線状態を切り替える切り替え部４５，４６と、を備えている。そして、電動機１は、ハウジング１０と、ハウジング１０に回転可能に支持された回転軸１３と、周方向に配列された複数の磁極を有するロータ２０と、ステータコア３１及びステータ巻線３５を有するステータ３０と、を備えている。

ハウジング１０は、有底筒状の一対のハウジング半部材１０ａ，１０ｂにより、両端が閉口した概ね円筒状に形成されている。一対のハウジング半部材１０ａ，１０ｂは、開口部同士が対向する状態でボルト１１により締結されて一体化されている。回転軸１３は、ハウジング１０の軸方向両側の壁部に、一対の軸受け１２，１２を介して回転可能に支持されている。ロータ２０は、回転軸１３の軸方向中央部外周に、回転軸１３と一体回転可能に設けられている。このロータ２０の外周部には、周方向に所定距離を隔てて極性が交互に異なるように配置された図示しない永久磁石により複数の磁極が設けられている。

ステータ３０は、ロータ２０の外周側に径方向に対向して配置された円環状のステータコア３１と、ステータコア３１に巻装された複数相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータ巻線３５とを備えている。このステータ３０は、ステータコア３１の内周面がロータ２０の外周面と所定のエアギャップを介して径方向に対向するようにして、ハウジング１０の内周に固定されている。この場合、ステータコア３１が、一対のハウジング半部材１０ａ，１０ｂによって軸方向に挟持固定されている（図１参照）。

ステータコア３１は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて円環状に形成されている。このステータコア３１は、外周側に位置する円環状のバックコア部３２と、バックコア部３２から径方向内方へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース３３とを有する。隣り合うティース３３の周方向に対向する側面同士の間には、ステータコア３１の内周面に開口し径方向に延びるスロット３４が形成されている。

スロット３４は、ロータ２０の磁極数に対し、ステータ巻線３５の一相あたり２個の割合で形成されている。この場合、周方向に連続して２個ずつ繰り返し同相のスロットが配置されており、各相スロットは、それぞれ６スロットピッチで配置されている。

スロット３４に収容されてステータコア３１に巻装されたステータ巻線３５は、Ｕ字形状に形成されて開放端部同士が接合された複数の導体セグメント５０（図２参照）により構成されている。この導体セグメント５０は、図３に示すように、例えば銅やアルミ等の導電性材料よりなる矩形断面の導体５６と、内層５７ａ及び外層５７ｂからなり導体５６の外周面を覆う２層構造の絶縁皮膜５７とからなる平角線をＵ字形状に折り曲げて形成されている。なお、絶縁皮膜５７は、実施形態１では複数層構造のものが採用されているが、単層構造のものであってもよい。

Ｕ字形状に形成された導体セグメント５０は、図２に示すように、互いに平行な一対の直線部５１、５１と、一対の直線部５１、５１の一端を互いに連結するターン部５２とからなる。ターン部５２の中央部には、ステータコア３１の軸方向端面３１ａに沿って平行に延びる頭頂部５３が設けられており、頭頂部５３の両側には、ステータコア３１の軸方向端面３１ａに対して所定の角度で傾斜した傾斜部５４が設けられている。なお、符号３９は、ステータコア３１とステータ巻線３５との間を電気絶縁するインシュレータである。

図２には、同一相の隣接する２個のスロット３４Ａ、３４Ｂに挿入配置される２個で一組の導体セグメント５０Ａ、５０Ｂが示されている。この場合、２個の導体セグメント５０Ａ、５０Ｂは、それらの一対の直線部５１、５１が、同一のスロット３４ではなく、隣接した２個のスロット３４Ａ、３４Ｂに別々に軸方向一端側から挿入される。即ち、図２の右側にある２個の導体セグメント５０Ａ、５０Ｂにおいて、一方の導体セグメント５０Ａは、一方の直線部５１が一つのスロット３４Ａの最外層（第８層）に挿入され、他方の直線部５１がステータコア３１の反時計回り方向に向けて１磁極ピッチ（ＮＳ磁極ピッチ）離れた他の図示しないスロットの第７層に挿入される。

そして、他方の導体セグメント５０Ｂは、一方の直線部５１がスロット３４Ａと隣接したスロット３４Ｂの最外層（第８層）に挿入され、他方の直線部５１がステータコア３１の反時計回り方向に向けて１磁極ピッチ（ＮＳ磁極ピッチ）離れた他の図示しないスロットの第７層に挿入される。即ち、２個の導体セグメント５０Ａ、５０Ｂは、周方向に１スロットピッチずれた状態に配置される。このようにして、全スロット３４に対して、２個で一組の導体セグメント５０Ａ、５０Ｂが２層ずつ順番に挿入配置されることにより、４以上の偶数本の導体セグメント５０の直線部５１が挿入配置される。実施形態１の場合には、各スロット３４内に、直線部５１が径方向１列に８本ずつ収容されている（図７参照）。

スロット３４から軸方向他端側へ延出した一対の直線部５１、５１の開放端部は、ステータコア３１の軸方向端面３１ａに対して所定の角度をもって斜めに斜行するように互いに周方向反対側へ捻られて、概ね半磁極ピッチ分の長さの図示しない斜行部が形成されている。そして、ステータコア３１の軸方向他端側において、導体セグメント５０の所定の斜行部の端末部同士が溶接等で接合されることにより、所定のパターンで電気的に接続される。即ち、所定の導体セグメント５０同士が接続されることにより、ステータコア３１の周方向に沿って波巻きで渦巻き状に巻回された３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の相巻線を有するステータ巻線３５が形成される。

なお、ステータ巻線３５の各相について、基本となるＵ字形状の導体セグメント５０により、ステータコア３１の周りを８周する巻線（コイル）が形成される。そして、ステータ巻線３５の各相について、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに１周目と２周目、・・・、７周目と８周目をそれぞれ接続するターン部を有するセグメントは、基本となる導体セグメント５０とは異なる異形セグメントで構成される。これら異形セグメントを用いて、ステータ巻線３５の各相巻線が所定の状態に結線される。

ステータ巻線３５を構成する３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の相巻線は、図４に示すように、電動機１の高速運転時に通電される第１巻線３６と、高速運転時に通電されない第２巻線３７とを有し、それぞれの第１巻線３６と第２巻線３７とが直列に接続されている。そして、各相巻線のそれぞれの第１巻線３６の一端は、インバータ４０の各出力端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に接続され、それぞれの第１巻線３６の他端は、切り替え部４５を介してスター結線されて高速用中性点を形成している。また、それぞれの第２巻線３７の反第１巻線側端部は、切り替え部４６を介してスター結線されて低速用中性点を形成している。

インバータ４０は、合計３つの上アーム素子４１と合計３つの下アーム素子４１とをもち、各アーム素子４１は、それぞれ絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）４１ａ及び還流ダイオード４１ｂにより構成されている。このインバータ４０は、公知のＰＷＭ制御インバータと同一の機能を有し、Ｖ／Ｆ制御やベクトル制御の制御出力信号であるＰＷＭ（パルス幅変調）信号により、ＩＧＢＴ４１ａがオン・オフを繰り返し、三相交流電圧を発生する。このとき、上下アーム素子４１のＩＧＢＴ４１ａは互いに反転動作をし、同時にオンすることがないように設定されている。なお、インバータ４０のＩＧＢＴ４１ａのオン・オフ動作は、ロータ２０の回転位置を検出する図示しない位置センサの情報に基づいて、図示しないＥＣＵ（電子制御装置）により制御される。

切り替え部４５，４６は、図示しないコントローラによってオン・オフ制御される切り替えスイッチにより構成されており、それぞれの切り替えスイッチは、互いに反転動作をし、同時にオンすることがないように設定されている。この場合、図５に示すように、切り替え部４５がオフにされ、切り替え部４６がオンにされた時には、各相巻線の第１巻線３６と第２巻線３７が直列接続された状態でスター結線されて、ステータ巻線３５の結線が低速運転用の結線に切り替えられる。よって、低速運転時には、第１巻線３６と第２巻線３７の両方に通電される。

また、図６に示すように、切り替え部４５がオンにされ、切り替え部４６がオフにされた時には、各相巻線の第１巻線３６だけがスター結線された状態となって、ステータ巻線３５の結線が高速運転用の結線に切り替えられる。よって、高速運転時には、第１巻線３６だけに通電され、第２巻線３７には通電されない。なお、実施形態１では、切り替え部４５，４６の切り替えスイッチとして電気リレーを用いているが、これに代えて、半導体スイッチを用いてもよい。

実施形態１の場合、ステータコア３１の各スロット３４内には、ステータ巻線３５を構成する導体線が径方向１列に８本ずつ収容されているが、高速運転時に通電される第１巻線３６と、高速運転時に通電されない第２巻線３７が、各スロット３４内において交互に配置されている。具体的には、図７に示すように、隣接する同相スロットのうちの一方のスロット３４Ａには、ステータコア３１のロータ対向面側（内周面側）から第１巻線３６と第２巻線３７が１本ずつ交互に配置されている。また、隣接する同相スロットのうちの他方のスロット３４Ｂには、ステータコア３１のロータ対向面側（内周面側）から第２巻線３７と第１巻線３６が１本ずつ交互に配置されている。

この場合、各スロット３４内において、第１巻線３６の径方向両側のうち少なくとも一方側に第２巻線３７が配置されている。また、各スロット３４内において、２本の第１巻線３６の間に第２巻線３７が１本ずつ（１本以上）配置されている。これにより、高速運転時において、通電により第１巻線３６に発生した熱が、隣接する非通電の第２巻線３７やステータコア３１に伝達されることにより、第１巻線３６の冷却性の向上が図られている。

以上のように構成された実施形態１の回転電機駆動システムによれば、ステータ巻線３５は、高速運転時に通電される第１巻線３６と、高速運転時に通電されない第２巻線３７とを有し、第１巻線３６と第２巻線３７がスロット３４内に交互に配置されている。そのため、高速運転時において、通電により第１巻線３６に発生した熱は、隣接する非通電の第２巻線３７やステータコア３１に伝達されるので、第１巻線３６は、熱引きが良く冷め易くなる。これにより、第１巻線３６が効率良く冷却されるため、ステータ巻線３５の冷却性が向上し、高速運転時の最大出力を向上させることができる。

また、実施形態１では、ステータ巻線３５を構成する導体線として、矩形断面の平角線が採用されている。この平角線は、スロット３４内での配置位置の制御がし易く、且つ隣接する導体線間の接触面が大きいため、ステータ巻線３５のより大きな冷却効果を得ることができる。

さらに、実施形態１では、スロット３４内において、第１巻線３６の径方向両側のうち少なくとも一方側に第２巻線３７が配置されていることから、第１巻線３６は、熱引きが良く冷め易くなるので、第１巻線３６の良好な冷却性を得ることができる。

また、実施形態１では、スロット３４内において、２本の第１巻線３６の間に第２巻線３７が１本以上配置されていることから、第１巻線３６は、熱引きが良く冷め易くなるので、第１巻線３６の良好な冷却性を得ることができる。

なお、実施形態１のステータ巻線３５の冷却性向上効果を確認するため、比較例１と比較するシミュレーションを行った。比較例１として、第１巻線３６及び第２巻線３７が図８に示す状態に配置されたものを準備した。即ち、比較例１は、各スロット３４に径方向１列に８本ずつ収容されたステータ巻線３５を構成する導体線のうち、ロータ側（内周側）に４本の第１巻線３６が配置され、反ロータ側（外周側）に４本の第２巻線３７が配置されている。

これら実施形態１及び比較例１について、電動機１の高速運転時の運転時間と温度上昇の関係を調べたところ、図９に示す結果が得られた。図９から明らかなように、実施形態１は、比較例１に比べて、温度上昇が緩やかであり、最高温度も低いことが解る。よって、スロット３４内での第１巻線３６と第２巻線３７の配置を、実施形態１のようにすれば、冷却性の向上を図ることができる。

〔変形例１〕
実施形態１では、スロット３４内において、第１巻線３６と第２巻線３７が１本ずつ交互に配置されていたが、図１０に示すように、第１巻線３６と第２巻線３７を２本ずつ交互に配置するようにしてもよい。

〔変形例２〕
実施形態１では、スロット３４内において、２本の第１巻線３６の間に第２巻線３７が１本ずつ配置されていたが、図１１に示すように、２本の第１巻線３６の間に第２巻線３７を２本以上配置するようにしてもよい。

〔実施形態２〕
実施形態２の回転電機駆動システムは、スロット３４内のロータ２０に最も近い位置には、第２巻線３７が配置されている点で、実施形態１のものと異なり、その他の構成は同じである。よって、実施形態１と共通する要素については、同じ符号を付して詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点について図１２を参照して説明する。

実施形態２では、各スロット３４に径方向１列に８本ずつ配置された導体線のうち、各スロット３４のロータ２０に最も近い内周側から１層目と２層目に、高速運転時に通電されない第２巻線３７が配置されている。そして、３層目から８層目までは、第１巻線３６と第２巻線３７が１本ずつ交互に配置されている。なお、Ｕ相のスロット３４Ａの場合、３層目には第１巻線３６が配置され、Ｕ相のスロット３４Ｂの場合、３層目には第２巻線３７が配置されている。

以上のように構成された実施形態２の回転電機駆動システムによれば、ステータ巻線３５の第１巻線３６と第２巻線３７がスロット３４内に交互に配置されていることから、ステータ巻線３５の冷却性が向上し、高速運転時の最大出力を向上させることができる等、実施形態１と同様の作用及び効果を得ることができる。

特に、実施形態２では、スロット３４内のロータ２０に最も近い位置に、第２巻線３７が配置されており、ロータ２０の鎖交磁束による渦電流損が発生する位置に、通電されない第２巻線３７が配置されている。これにより、高速運転時に発生する大きな渦電流損を低減することができる。

なお、実施形態２では、各スロット３４のロータ２０に最も近い内周側から１層目と２層目に第２巻線３７が配置されているが、ロータ２０の鎖交磁束による渦電流損が最も発生し易い１層目だけに第２巻線３７を配置するようにしてもよい。

〔実施形態３〕
実施形態３の回転電機駆動システムは、ステータ巻線３５を構成する導体線として円形断面の丸線が採用されている点と、ステータ巻線３５が集中巻きで巻かれている点で、実施形態１のものと異なる。よって、実施形態１と共通する要素については、同じ符号を付して詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点について図１３を参照して説明する。

実施形態３のステータ巻線３５は、例えば銅やアルミ等の導電性材料よりなる円形断面の導体と、導体の外周面を覆う絶縁皮膜とからなる丸線で形成されている。このステータ巻線３５は、ステータコア３１の１つのティース３３に対して巻線を集中して巻く集中巻きにて、ステータコア３１に巻装されている。

このステータ巻線３５は、実施形態１と同様に、高速運転時に通電される第１巻線３６（図中、灰色で表示）と、高速運転時に通電されない第２巻線３７（図中、白色で表示）とを有する。そして、各スロット３４内において、第１巻線３６と第２巻線３７が交互に配置されている。実施形態３の場合、各スロット３４内において、ステータ巻線３５を構成する導体線が径方向２列に配置されており、第１巻線３６と第２巻線３７が径方向に１本ずつ交互に配置されている。

以上のように構成された実施形態３の回転電機駆動システムによれば、ステータ巻線３５の第１巻線３６と第２巻線３７がスロット３４内に交互に配置されていることから、ステータ巻線３５の冷却性が向上し、高速運転時の最大出力を向上させることができる等、実施形態１と同様の作用及び効果を得ることができる。

但し、実施形態３の場合には、ステータ巻線３５を構成する導体線として円形断面の丸線が採用されていることから、実施形態１の平角線に比べて、隣接する導体線間の接触面が小さいため、実施形態１ほど大きな冷却効果を得ることができない。

〔実施形態４〕
実施形態４の回転電機駆動システムは、実施形態１の切り替え部４５，４６のような中性点切り替え方式ではなく、中性点固定で入力点を切り替える方式の切り替え部４７が採用されている点で、実施形態１のものと異なる。よって、実施形態１と共通する要素については、同じ符号を付して詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点について図１４〜図１６を参照して説明する。

実施形態４のステータ巻線３５を構成する３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の相巻線は、図１４に示すように、電動機１の高速運転時に通電される第１巻線３６と、高速運転時に通電されない第２巻線３７とを有し、それぞれの第１巻線３６と第２巻線３７とが直列に接続されている。そして、各相巻線のそれぞれの第１巻線３６の反第２巻線側端部は、スター結線されて中性点を形成している。それぞれの第１巻線３６の第２巻線側端部は、切り替え部４７の高速用端子に接続されている。また、各相巻線のそれぞれの第２巻線３７の反第１巻線側端部は、切り替え部４７の低速用端子に接続されている。切り替え部４７の各相の切り替えスイッチ（電気リレー）は、インバータ４０の各出力端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に接続されている。なお、インバータ４０は、実施形態１のものと同じであるので、詳しい説明は省略する。

実施形態４の場合、図１５に示すように、切り替え部４７の切り替えスイッチが低速用端子に接続された時には、各相巻線の第１巻線３６と第２巻線３７が直列接続された状態でスター結線されて、ステータ巻線３５の結線が低速運転用の結線に切り替えられる。よって、低速運転時には、第１巻線３６と第２巻線３７の両方に通電される。また、図１６に示すように、切り替え部４７の切り替えスイッチが高速用端子に接続された時には、各相巻線の第１巻線３６だけがスター結線された状態となって、ステータ巻線３５の結線が高速運転用の結線に切り替えられる。よって、高速運転時には、第１巻線３６だけに通電され、第２巻線３７には通電されない。

以上のように構成された実施形態４の回転電機駆動システムによれば、ステータ巻線３５の第１巻線３６と第２巻線３７がスロット３４内に交互に配置されていることから、ステータ巻線３５の冷却性が向上し、高速運転時の最大出力を向上させることができる等、実施形態１と同様の作用及び効果を得ることができる。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、上記の実施形態では、回転電機としての車両用発電機（モータ）に本発明を適用した例を説明したが、車両等において電動機や発電機として単独の機能で使用される回転電機、あるいは両方の機能を選択的に使用し得る回転電機に対して、本発明を適用することができる。

また、上記の実施形態では、本発明をインナーロータ型の電動機１に適用した例を説明したが、これに代えて、アウターロータ型の電動機に本発明を適用してもよい。この場合には、ステータ３０とロータ２０の配置が相違するに過ぎず、外側と内側を読み替えればよいので、上記の実施形態と同様の作用効果が得られる。

１…車両用電動機（回転電機）、 ２０…ロータ、 ３１…ステータコア、 ３４…スロット、 ３５…ステータ巻線、 ３６…第１巻線、 ３７…第２巻線、 ４０…インバータ（駆動装置）、 ４５，４６，４７…切り替え部。

Claims (5)

1. ロータ（２０）と径方向に対向して配置されて周方向に配列された複数のスロット（３４）を有するステータコア（３１）、及び、前記スロットに収容されて前記ステータコアに巻装されているステータ巻線（３５）を備えた回転電機（１）と、前記ステータ巻線に電流を供給して前記回転電機を駆動する駆動装置（４０）と、前記ステータ巻線の結線を高速運転用の結線と低速運転用の結線とに切り替える切り替え部（４５，４６）と、を備えた回転電機駆動システムにおいて、
   前記ステータ巻線は、一端が前記駆動装置に接続された第１巻線（３６）と、一端が前記第１巻線の他端に接続された第２巻線（３７）と、を有する相巻線を複数相有し、
   前記第１巻線と前記第２巻線とは、前記スロット内に交互に配置されており、
   前記切り替え部は、高速運転時に各相の前記第１巻線をスター結線して前記第１巻線の他端に高速用中性点を形成する第１切り替え部（４５）と、低速運転時に各相の前記相巻線をスター結線して前記第２巻線の他端に低速用中性点を形成する第２切り替え部（４６）と、を有し、
   前記第１切り替え部と前記第２切り替え部とは、互いに反転動作され、
   前記駆動装置は、高速運転時には前記第１巻線に通電すると共に、低速運転時には前記第１巻線及び前記第２巻線の双方に通電する回転電機駆動システム。
2. 前記ステータ巻線を構成する導体線として、矩形断面の平角線が採用されている請求項１に記載の回転電機駆動システム。
3. 前記スロット内の前記ロータに最も近い位置には、前記第２巻線が配置されている請求項１又は２に記載の回転電機駆動システム。
4. 前記スロット内において、前記第１巻線の径方向両側のうち少なくとも一方側に前記第２巻線が配置されている請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機駆動システム。
5. 前記スロット内において、２本の前記第１巻線の間に前記第２巻線が１本以上配置されている請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機駆動システム。

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