JP5696438B2 - Permanent magnet type motor - Google Patents

Permanent magnet type motor Download PDF

Info

Publication number
JP5696438B2
JP5696438B2 JP2010249536A JP2010249536A JP5696438B2 JP 5696438 B2 JP5696438 B2 JP 5696438B2 JP 2010249536 A JP2010249536 A JP 2010249536A JP 2010249536 A JP2010249536 A JP 2010249536A JP 5696438 B2 JP5696438 B2 JP 5696438B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
permanent magnet
drive coil
magnet type
electric motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010249536A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012105390A (en
Inventor
大 高島
大 高島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2010249536A priority Critical patent/JP5696438B2/en
Publication of JP2012105390A publication Critical patent/JP2012105390A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5696438B2 publication Critical patent/JP5696438B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Description

この発明は、永久磁石型電動機に関する。   The present invention relates to a permanent magnet type electric motor.

特許文献1では、モーター及びインバーターをそれぞれ2つずつ用いて、モーターの中性点から別部品の配線を用いて外部電源からバッテリーへ充電する。   In Patent Document 1, two motors and two inverters are used, respectively, and the battery is charged from an external power source using a separate wiring from the neutral point of the motor.

特開2009−27831号公報JP 2009-27831 A

しかしながら、特許文献1では、充電時には車両側から家庭用電源系統に電流が流れ込む可能性を否定できず、家庭用電源系統に悪影響を与える可能性がある、ということが本件発明者らによって知見された。   However, in Patent Document 1, the present inventors have found that it is impossible to deny the possibility of current flowing from the vehicle side to the home power supply system during charging, which may adversely affect the home power supply system. It was.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、充電時に車両側から家庭用電源系統(外部交流電源)に電流が流れ込むような事態を生じさせない永久磁石型電動機を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and a permanent magnet type electric motor that does not cause a situation in which current flows from the vehicle side to the home power supply system (external AC power supply) during charging is provided. The purpose is to provide.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。   The present invention solves the above problems by the following means.

本発明は、永久磁石を有するロータと、ステータと、を備えた永久磁石型電動機に関する。そしてステータは、直流交流変換器を介してバッテリに接続される駆動用コイルがそれぞれ巻回された複数のティースと、交流電源に接続される給電用コイルが巻回された少なくともティースとを有することを特徴とする。複数の駆動用コイルは、すべて、直流交流変換器の特定の交流相の電力線には接続されずそれ以外の交流相の電力線に接続される。 The present invention relates to a permanent magnet type electric motor including a rotor having a permanent magnet and a stator. And by scan tape data includes a plurality of teeth driving coil is wound, respectively connected to the battery via a DC-AC converter, at least teeth power supply coil is wound which is connected to an AC power source , characterized by having a. All of the plurality of driving coils are not connected to a specific AC phase power line of the DC / AC converter, but are connected to other AC phase power lines.

本発明によれば、交流電源がバッテリーとは構造的には絶縁されるようになるので、充電時に車両側から家庭用電源系統(外部交流電源)に電流が流れ込むような事態を生じさせない。   According to the present invention, since the AC power supply is structurally insulated from the battery, a situation in which current flows from the vehicle side to the household power supply system (external AC power supply) during charging is not caused.

本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。   Embodiments of the present invention and advantages of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明による永久磁石型電動機の第1実施形態の概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of a permanent magnet type electric motor according to the present invention. 図2は、本発明による永久磁石型電動機を使用するシステムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a system using a permanent magnet type electric motor according to the present invention. 図3は、永久磁石型電動機をデフォルメして、3相2極3スロットの永久磁石型三相交流モーターを示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a three-phase two-pole three-slot permanent magnet type three-phase AC motor by deforming the permanent magnet type electric motor. 図4は、本実施形態の永久磁石型電動機においてバッテリーを充電するメカニズムについて説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a mechanism for charging a battery in the permanent magnet type electric motor according to the present embodiment. 図5は、本発明による永久磁石型電動機の第2実施形態の概略構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a second embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention. 図6は、本発明による永久磁石型電動機の第3実施形態の概略構成を示す結線図である。FIG. 6 is a connection diagram showing a schematic configuration of the third embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention. 図7は、本発明による永久磁石型電動機の第4実施形態の概略構成を示す結線図である。FIG. 7 is a connection diagram showing a schematic configuration of the fourth embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention. 図8は、本発明による永久磁石型電動機の第5実施形態の概略構成を示す結線図である。FIG. 8 is a connection diagram showing a schematic configuration of the fifth embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention. 図9は、本発明による永久磁石型電動機の第6実施形態の概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a sixth embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention. 図10は、本発明による永久磁石型電動機の第7実施形態の概略構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a seventh embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention.

(第1実施形態)
図1は、本発明による永久磁石型電動機の第1実施形態の概略構成を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of a permanent magnet type electric motor according to the present invention.

ここでは、永久磁石型電動機1として、3相6極9スロットの永久磁石型三相交流モーターを例に挙げて説明する。   Here, the permanent magnet type electric motor 1 will be described by taking a three-phase six-pole nine-slot permanent magnet type three-phase AC motor as an example.

永久磁石型電動機1は、ローター10と、ステーター20と、を含む。   Permanent magnet type electric motor 1 includes a rotor 10 and a stator 20.

ローター10は、永久磁石11を含む。   The rotor 10 includes a permanent magnet 11.

永久磁石11は、ローター10の外周面に形成される。永久磁石11は、ローター10のほぼ全長に渡って延設される。永久磁石11は隣接する永久磁石の磁極が互いに相違するよう配置される。   The permanent magnet 11 is formed on the outer peripheral surface of the rotor 10. The permanent magnet 11 extends over substantially the entire length of the rotor 10. The permanent magnets 11 are arranged so that the magnetic poles of adjacent permanent magnets are different from each other.

ステーター20は、ステーター鉄心21と、駆動コイル22と、給電コイル23と、を含む。ステーター20は、ローター10の外周側に配置される。   The stator 20 includes a stator iron core 21, a drive coil 22, and a power feeding coil 23. The stator 20 is disposed on the outer peripheral side of the rotor 10.

ステーター鉄心21は、薄い鋼板が多数積層されて形成される。ステーター鉄心21の内周側にはティース211が形成される。   The stator core 21 is formed by laminating a number of thin steel plates. Teeth 211 is formed on the inner peripheral side of the stator core 21.

駆動コイル22及び給電コイル23は、ティース211に絶縁層を介して形成される。   The drive coil 22 and the power feeding coil 23 are formed on the tooth 211 via an insulating layer.

詳細は後述するが、駆動コイル22は、直流交流変換器のV相交流電力線に接続されるV相駆動コイルと、直流交流変換器のW相交流電力線に接続されるW相駆動コイルがあるが、直流交流変換器のU相交流電力線に接続されるU相駆動コイルは無い。駆動コイル22に電流が流れると磁束が発生して永久磁石11に反発力/吸引力が発生し、ローター10が回転する。   Although details will be described later, the drive coil 22 includes a V-phase drive coil connected to the V-phase AC power line of the DC-AC converter and a W-phase drive coil connected to the W-phase AC power line of the DC-AC converter. There is no U-phase drive coil connected to the U-phase AC power line of the DC-AC converter. When a current flows through the drive coil 22, a magnetic flux is generated, a repulsive force / attractive force is generated in the permanent magnet 11, and the rotor 10 rotates.

給電コイル23は、駆動コイル22が形成されていないティース211に形成される。上述のように、駆動コイル22は、V相駆動コイルと、W相駆動コイルがあるが、U相駆動コイルは無い。そして駆動コイル22が形成されていないティース211に給電コイル23が形成される。すなわち通常の3相6極9スロットの永久磁石型三相交流モーターのU相駆動コイルに代えて給電コイル23が形成されている。給電コイル23は、交流電源に接続される。   The feeding coil 23 is formed on the teeth 211 where the drive coil 22 is not formed. As described above, the drive coil 22 includes a V-phase drive coil and a W-phase drive coil, but no U-phase drive coil. The power supply coil 23 is formed on the teeth 211 where the drive coil 22 is not formed. That is, a feeding coil 23 is formed in place of the U-phase drive coil of a normal three-phase six-pole nine-slot permanent magnet type three-phase AC motor. The feeding coil 23 is connected to an AC power source.

なお本実施形態では、図1で左回りに、給電コイル→V相駆動コイル→W相駆動コイル→給電コイル→・・・が繰り返されるように配置されている。   In this embodiment, the power feeding coil → the V-phase driving coil → the W-phase driving coil → the power feeding coil →... Is repeated counterclockwise in FIG.

図2は、本発明による永久磁石型電動機を使用するシステムを示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a system using a permanent magnet type electric motor according to the present invention.

システムSは、永久磁石型電動機1と、直流交流変換器(インバーター)7と、バッテリー8と、電力回路9と、を含む。   The system S includes a permanent magnet type electric motor 1, a DC / AC converter (inverter) 7, a battery 8, and a power circuit 9.

直流交流変換器7は、永久磁石型電動機1とバッテリー8との間に設けられる。直流交流変換器7は、バッテリー8からの直流電力を交流に変換するインバーター機能と、永久磁石型電動機1からの交流電力を直流に変換するコンバーター機能と、を併せ持つ。直流交流変換器7は、正側直流電力線71pと、負側直流電力線71nと、U相交流電力線72uと、V相交流電力線72vと、W相交流電力線72wと、を有する。   The DC / AC converter 7 is provided between the permanent magnet type electric motor 1 and the battery 8. The DC / AC converter 7 has both an inverter function for converting DC power from the battery 8 into AC and a converter function for converting AC power from the permanent magnet motor 1 into DC. The DC / AC converter 7 includes a positive side DC power line 71p, a negative side DC power line 71n, a U-phase AC power line 72u, a V-phase AC power line 72v, and a W-phase AC power line 72w.

正側直流電力線71pは、バッテリー8の正極に接続される。負側直流電力線71nは、バッテリー8の負極に接続される。正側直流電力線71pと負側直流電力線71nとの間には、バッテリー8に並列にコンデンサー75が接続される。コンデンサー75は、直流電力を平滑化する。   The positive side DC power line 71 p is connected to the positive electrode of the battery 8. The negative side DC power line 71 n is connected to the negative electrode of the battery 8. A capacitor 75 is connected in parallel with the battery 8 between the positive side DC power line 71p and the negative side DC power line 71n. The capacitor 75 smoothes the DC power.

V相交流電力線72vは、永久磁石型電動機1の所定の駆動コイル22に接続される。V相交流電力線に接続される駆動コイル22がV相駆動コイルになる。またW相交流電力線72wは、永久磁石型電動機1のV相駆動コイルとは別の駆動コイル22に接続される。W相交流電力線に接続される駆動コイル22がW相駆動コイルになる。   The V-phase AC power line 72v is connected to a predetermined drive coil 22 of the permanent magnet type electric motor 1. The drive coil 22 connected to the V-phase AC power line becomes a V-phase drive coil. The W-phase AC power line 72w is connected to a drive coil 22 different from the V-phase drive coil of the permanent magnet type electric motor 1. The drive coil 22 connected to the W-phase AC power line becomes the W-phase drive coil.

直流交流変換器7は、直流電力線と交流電力線との間に6つのIGBTモジュール(正側U相IGBTモジュール,負側U相IGBTモジュール,正側V相IGBTモジュール,負側V相IGBTモジュール,正側W相IGBTモジュール,負側W相IGBTモジュール)を有する。   The DC / AC converter 7 includes six IGBT modules (positive side U-phase IGBT module, negative side U-phase IGBT module, positive side V-phase IGBT module, negative side V-phase IGBT module, positive side between the DC power line and the AC power line. Side W-phase IGBT module, negative W-phase IGBT module).

各IGBTモジュール(スイッチングモジュール)は、スイッチング素子IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;絶縁ゲート型バイポーラトランジスター)と、IGBTに逆方向に並列接続された整流素子(整流ダイオード;Free Wheeling Diode;以下「FWD」と称す)を含む。各IGBTモジュールは、コントローラーのパルス幅変調(Pulse Width Modulation;PWM)信号に基づいてオンオフする。   Each IGBT module (switching module) includes a switching element IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a rectifier element (rectifier diode; Free Wheeling Diode; hereinafter referred to as “FWD”) connected in parallel in the reverse direction to the IGBT. Included). Each IGBT module is turned on and off based on a pulse width modulation (PWM) signal of the controller.

給電コイル23は、電力回路9に接続され、差込口を介して最終的には車外の交流電源に接続される。   The power feeding coil 23 is connected to the power circuit 9 and is finally connected to an AC power source outside the vehicle via the insertion port.

このようなシステムにおいて、永久磁石型電動機1を駆動して走行するときは、バッテリー8の電力を直流交流変換器7で交流に変換して永久磁石型電動機1に供給する。すると永久磁石型電動機1が回転駆動する。   In such a system, when the permanent magnet type electric motor 1 is driven to travel, the electric power of the battery 8 is converted into alternating current by the DC / AC converter 7 and supplied to the permanent magnet type electric motor 1. Then, the permanent magnet type electric motor 1 is rotationally driven.

車両が停止した状態で、交流電源を使用してバッテリー8を充電するときは、給電コイル23を、差込口を介して交流電源に接続する。すると、交流電源の交流電力が給電コイル23に伝わり、バッテリー8を充電できる。これについては以下で詳述する。   When charging the battery 8 using an AC power supply in a state where the vehicle is stopped, the power feeding coil 23 is connected to the AC power supply via the insertion port. Then, AC power from the AC power source is transmitted to the feeding coil 23 and the battery 8 can be charged. This will be described in detail below.

図3及び図4を参照して、本実施形態の永久磁石型電動機においてバッテリーを充電するメカニズムについて説明する。   With reference to FIG.3 and FIG.4, the mechanism which charges a battery in the permanent magnet type motor of this embodiment is demonstrated.

図3は、永久磁石型電動機をデフォルメして、3相2極3スロットの永久磁石型三相交流モーターを示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing a three-phase two-pole three-slot permanent magnet type three-phase AC motor by deforming the permanent magnet type electric motor.

交流電源の交流電流が給電コイル23に流れると、図3に示すように磁束Φが発生する。そしてその磁束の相互誘導作用によって、ローター(永久磁石)の回転位置によって経路は必ずしも一定ではないが、V相駆動コイル22VやW相駆動コイル22Wにも交流が流れる。すなわち給電コイル23がトランス一次コイルとして機能し、V相駆動コイル22VやW相駆動コイル22Wがトランス二次コイルとして機能するのである。   When an alternating current of the alternating current power source flows through the feeding coil 23, a magnetic flux Φ is generated as shown in FIG. Due to the mutual induction of the magnetic flux, the path is not necessarily constant depending on the rotational position of the rotor (permanent magnet), but alternating current also flows through the V-phase drive coil 22V and the W-phase drive coil 22W. That is, the feeding coil 23 functions as a transformer primary coil, and the V-phase driving coil 22V and the W-phase driving coil 22W function as a transformer secondary coil.

図4は、本実施形態の永久磁石型電動機においてバッテリーを充電するメカニズムについて説明する図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a mechanism for charging a battery in the permanent magnet type electric motor according to the present embodiment.

基本的には、上記の通りであり、本実施形態の永久磁石型電動機においても同様のメカニズムで、交流電源の交流電流が給電コイル23に流れると、V相駆動コイル22VやW相駆動コイル22Wにも交流が流れる。   Basically, it is as described above, and in the permanent magnet type electric motor according to the present embodiment, when the AC current of the AC power source flows through the power feeding coil 23 by the same mechanism, the V-phase driving coil 22V and the W-phase driving coil 22W. There are also exchanges.

すなわち、交流電源の交流電流が給電コイル23に流れると、図4に示すように磁束Φが発生する。そしてその磁束の相互誘導作用によって、ローター(永久磁石)の回転位置によって経路は必ずしも一定ではないが、V相駆動コイル22VやW相駆動コイル22Wにも交流が流れる。   That is, when an alternating current of the alternating current power source flows through the feeding coil 23, a magnetic flux Φ is generated as shown in FIG. Due to the mutual induction of the magnetic flux, the path is not necessarily constant depending on the rotational position of the rotor (permanent magnet), but alternating current also flows through the V-phase drive coil 22V and the W-phase drive coil 22W.

そしてV相駆動コイル22VやW相駆動コイル22Wに流れた交流は、直流交流変換器7の整流素子(整流ダイオード)で直流に変換されてコンデンサー75で平滑化されてバッテリー8に充電される。   The alternating current flowing through the V-phase drive coil 22V and the W-phase drive coil 22W is converted into direct current by the rectifying element (rectifier diode) of the direct-current AC converter 7, smoothed by the capacitor 75, and charged to the battery 8.

本実施形態によれば、交流電源は、バッテリー8とは構造的には絶縁されている。したがって、充電時に車両側から外部交流電源に電流が流れ込むような事態を生じさせない。   According to the present embodiment, the AC power source is structurally insulated from the battery 8. Therefore, a situation in which current flows from the vehicle side to the external AC power supply during charging does not occur.

また特許文献1では、モーター及びインバーターがそれぞれ2つずつ必要であったので、モーター及びインバーターをそれぞれ2つずつ使用するシステムにしか採用できないが、本実施形態によれば、1つの電動機及び直流交流変換器があればよい。すなわち電動機及び直流交流変換器をそれぞれ2つずつ使用するシステムでなくても適用できる。   Further, in Patent Document 1, two motors and two inverters are required, and thus can only be adopted in a system that uses two motors and two inverters. However, according to this embodiment, one electric motor and DC AC are used. A converter is sufficient. That is, the present invention can be applied even if the system does not use two electric motors and two DC / AC converters.

さらに、本実施形態によれば、トランス機能が永久磁石型電動機の内部に組み込まれて永久磁石型電動機に一体化されている。永久磁石型電動機を駆動制御する回路と充電回路とは、同時には使用されないので、このような構造にすることが可能であり、このようにすることでシステムをコンパクトにできるのである。   Furthermore, according to the present embodiment, the transformer function is incorporated into the permanent magnet type electric motor and integrated with the permanent magnet type electric motor. Since the circuit for driving and controlling the permanent magnet type motor and the charging circuit are not used at the same time, it is possible to make such a structure, and by doing so, the system can be made compact.

(第2実施形態)
図5は、本発明による永久磁石型電動機の第2実施形態の概略構成を示す断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a second embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention.

本実施形態では、電気角1周期(電気角360度)ごとに異なる相の駆動コイルが形成されないようにした。そして、そこの少なくともひとつに給電コイル23を形成するようにした。なお電気角とは、図5でいうU相、V相、W相をひとつとすることを言う。図5では、機械角としては120度ごとになる。   In the present embodiment, drive coils having different phases are not formed for each electrical angle cycle (electrical angle 360 degrees). Then, the feeding coil 23 is formed on at least one of them. The electrical angle means that the U phase, V phase, and W phase shown in FIG. In FIG. 5, the mechanical angle is every 120 degrees.

図5では、第1周期部分には、V相駆動コイル22V1及びW相駆動コイル22W1が形成されるが、U相駆動コイルは形成されない。そしてU相駆動コイルに代えて給電コイル23が形成される。第2周期部分には、U相駆動コイル22U2及びW相駆動コイル22W2が形成されるが、V相駆動コイルは形成されない。第3周期部分には、U相駆動コイル22U3及びV相駆動コイル22V3が形成されるが、W相駆動コイルは形成されない。   In FIG. 5, the V-phase drive coil 22V1 and the W-phase drive coil 22W1 are formed in the first period portion, but the U-phase drive coil is not formed. A feeding coil 23 is formed instead of the U-phase driving coil. In the second period portion, the U-phase drive coil 22U2 and the W-phase drive coil 22W2 are formed, but the V-phase drive coil is not formed. In the third period portion, the U-phase drive coil 22U3 and the V-phase drive coil 22V3 are formed, but the W-phase drive coil is not formed.

このように構成すれば、各相が電動機全体としてバランスよく配置される。そして電気角毎にトルクリプル及び電圧リプルの位相が異なるので、電動機全体としてトルクリプル及び電圧リプルが打ち消しあう。したがって、このように構成することで、トルクリプル及び電圧リプルを低減できる。   If comprised in this way, each phase will be arrange | positioned with sufficient balance as the whole electric motor. Since the phases of the torque ripple and the voltage ripple are different for each electrical angle, the torque ripple and the voltage ripple cancel each other as the entire motor. Therefore, with this configuration, torque ripple and voltage ripple can be reduced.

(第3実施形態)
図6は、本発明による永久磁石型電動機の第3実施形態の概略構成を示す結線図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a connection diagram showing a schematic configuration of the third embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention.

第3実施形態から第5実施形態では、第2実施形態(図5)の電動機の各駆動コイルの接続方法が相違する。   In the third to fifth embodiments, the connection method of each drive coil of the electric motor of the second embodiment (FIG. 5) is different.

まず第3実施形態では、U相交流電力線にU相駆動コイル22U2及びU相駆動コイル22U3を直列に接続する。V相交流電力線にV相駆動コイル22V1及びV相駆動コイル22V3を直列に接続する。W相交流電力線にW相駆動コイル22W1及びW相駆動コイル22W2を直列に接続する。   First, in the third embodiment, a U-phase drive coil 22U2 and a U-phase drive coil 22U3 are connected in series to a U-phase AC power line. A V-phase drive coil 22V1 and a V-phase drive coil 22V3 are connected in series to the V-phase AC power line. A W-phase drive coil 22W1 and a W-phase drive coil 22W2 are connected in series to the W-phase AC power line.

このように構成すれば、少ない電流で磁束が発生するので低回転高トルクタイプの電動機を実現できる。また本実施形態のように各相の交流電力線に同数の駆動コイルが接続されるので、電動機全体としてトルクリプル及び電圧リプルが打ち消しあう。したがって、このように構成することで、トルクリプル及び電圧リプルを低減できる。   If comprised in this way, since a magnetic flux will generate | occur | produce with little electric current, a low rotation high torque type electric motor is realizable. Since the same number of drive coils are connected to the AC power lines of each phase as in this embodiment, the torque ripple and voltage ripple cancel each other out as a whole motor. Therefore, with this configuration, torque ripple and voltage ripple can be reduced.

(第4実施形態)
図7は、本発明による永久磁石型電動機の第4実施形態の概略構成を示す結線図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a connection diagram showing a schematic configuration of the fourth embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention.

第4実施形態では、U相交流電力線は3本に分岐する。そしてそのうちのひとつの分岐線にU相駆動コイル22U2が接続される。別の分岐線にU相駆動コイル22U3が接続される。残りの分岐線は、V相駆動コイル22V1及びW相駆動コイル22W1が接続される中性点に、接続される。   In the fourth embodiment, the U-phase AC power line branches into three. The U-phase drive coil 22U2 is connected to one of the branch lines. U-phase drive coil 22U3 is connected to another branch line. The remaining branch lines are connected to a neutral point to which the V-phase drive coil 22V1 and the W-phase drive coil 22W1 are connected.

V相交流電力線も3本に分岐する。そしてそのうちのひとつの分岐線にV相駆動コイル22V1が接続される。別の分岐線にV相駆動コイル22V3が接続される。残りの分岐線は、U相駆動コイル22U2及びW相駆動コイル22W2が接続される中性点に、接続される。   The V-phase AC power line also branches into three. The V-phase drive coil 22V1 is connected to one of the branch lines. V-phase drive coil 22V3 is connected to another branch line. The remaining branch lines are connected to a neutral point to which the U-phase drive coil 22U2 and the W-phase drive coil 22W2 are connected.

W相交流電力線も3本に分岐する。そしてそのうちのひとつの分岐線にW相駆動コイル22W1が接続される。別の分岐線にW相駆動コイル22W2が接続される。残りの分岐線は、U相駆動コイル22U3及びV相駆動コイル22V3が接続される中性点に、接続される。   The W-phase AC power line also branches into three. A W-phase drive coil 22W1 is connected to one of the branch lines. W-phase drive coil 22W2 is connected to another branch line. The remaining branch lines are connected to a neutral point to which the U-phase drive coil 22U3 and the V-phase drive coil 22V3 are connected.

このように構成すれば、電流が各コイルに分散し、誘起電圧が発生しにくく、高回転低トルクタイプの電動機を実現できる。また本実施形態のように電気角1周期ごとに並列に駆動コイルを接続することで、電動機全体としてトルクリプル及び電圧リプルが打ち消しあうので、トルクリプル及び電圧リプルを低減できる。   If comprised in this way, an electric current will be disperse | distributed to each coil, an induced voltage will not generate | occur | produce easily, and a high rotation low torque type electric motor can be implement | achieved. Further, by connecting the drive coils in parallel for each cycle of the electrical angle as in the present embodiment, the torque ripple and the voltage ripple cancel each other as the entire motor, so that the torque ripple and the voltage ripple can be reduced.

(第5実施形態)
図8は、本発明による永久磁石型電動機の第5実施形態の概略構成を示す結線図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 is a connection diagram showing a schematic configuration of the fifth embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention.

第5実施形態では、U相交流電力線は2本に分岐する。そしてそのうちのひとつの分岐線にU相駆動コイル22U2が接続される。もうひとつの分岐線にU相駆動コイル22U3が接続される。V相交流電力線も2本に分岐する。そしてそのうちのひとつの分岐線にV相駆動コイル22V1が接続される。もうひとつの分岐線にV相駆動コイル22V3が接続される。W相交流電力線も2本に分岐する。そしてそのうちのひとつの分岐線にW相駆動コイル22W1が接続される。もうひとつの分岐線にW相駆動コイル22W2が接続される。   In the fifth embodiment, the U-phase AC power line branches into two. The U-phase drive coil 22U2 is connected to one of the branch lines. The U-phase drive coil 22U3 is connected to the other branch line. The V-phase AC power line also branches into two. The V-phase drive coil 22V1 is connected to one of the branch lines. The V-phase drive coil 22V3 is connected to the other branch line. The W-phase AC power line also branches into two. A W-phase drive coil 22W1 is connected to one of the branch lines. W-phase drive coil 22W2 is connected to another branch line.

そして、V相駆動コイル22V1及びW相駆動コイル22W1が接続される中性点と、U相駆動コイル22U2及びW相駆動コイル22W2が接続される中性点と、U相駆動コイル22U3及びV相駆動コイル22V3が接続される中性点と、が、接続される。   The neutral point where the V-phase drive coil 22V1 and the W-phase drive coil 22W1 are connected, the neutral point where the U-phase drive coil 22U2 and the W-phase drive coil 22W2 are connected, the U-phase drive coil 22U3 and the V-phase The neutral point to which the drive coil 22V3 is connected is connected.

各相の駆動コイル数が均等になるように配置され、電気角毎のコイルを並列に接続した電動機では、各コイル毎で移相されてしまう。   In an electric motor in which the number of drive coils in each phase is arranged to be equal and coils for each electrical angle are connected in parallel, the phase is shifted for each coil.

これに対して本実施形態では、各中性点を接続して給電コイルに置き換えられた相を開放することで移相を抑制できるのである。   On the other hand, in this embodiment, the phase shift can be suppressed by connecting the neutral points and opening the phase replaced by the feeding coil.

(第6実施形態)
図9は、本発明による永久磁石型電動機の第6実施形態の概略構成を示す図であり、図9(A)は断面図、図9(B)は駆動コイルの結線図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a sixth embodiment of a permanent magnet type electric motor according to the present invention. FIG. 9A is a sectional view, and FIG. 9B is a connection diagram of a drive coil.

第6実施形態の断面図(図9(A))は、基本的には第2実施形態(図5)に類似する。ただし、第2実施形態の第1周期部分のV相駆動コイル22V1に代えて、W相駆動コイル22W2invを配置する。なおW相駆動コイル22W2invは、W相駆動コイル22W2に対して巻線方向が逆である。   The cross-sectional view of the sixth embodiment (FIG. 9A) is basically similar to the second embodiment (FIG. 5). However, instead of the V-phase drive coil 22V1 in the first period portion of the second embodiment, a W-phase drive coil 22W2inv is arranged. W-phase drive coil 22W2inv has a winding direction opposite to that of W-phase drive coil 22W2.

また第2実施形態の第2周期部分のW相駆動コイル22W2に代えて、U相駆動コイル22U3invを配置する。なおU相駆動コイル22U3invは、U相駆動コイル22U3に対して巻線方向が逆である。   Moreover, it replaces with the W-phase drive coil 22W2 of the 2nd period part of 2nd Embodiment, and arrange | positions the U-phase drive coil 22U3inv. The U-phase drive coil 22U3inv has a winding direction opposite to that of the U-phase drive coil 22U3.

さらに第2実施形態の第3周期部分のU相駆動コイル22U3に代えて、V相駆動コイル22V1invを配置する。なおV相駆動コイル22V1invは、V相駆動コイル22V1に対して巻線方向が逆である。   Further, a V-phase drive coil 22V1inv is arranged instead of the U-phase drive coil 22U3 in the third period portion of the second embodiment. Note that the winding direction of the V-phase drive coil 22V1inv is opposite to that of the V-phase drive coil 22V1.

そして、各駆動コイルの結線は、図7と同様に行う。   And the connection of each drive coil is performed similarly to FIG.

すなわち、U相交流電力線は3本に分岐し、そのうちのひとつの分岐線にU相駆動コイル22U2が接続され、別の分岐線にU相駆動コイル22U3invが接続される。そして残りの分岐線は、V相駆動コイル22V1inv及びW相駆動コイル22W1が接続される中性点に、接続される。   That is, the U-phase AC power line is branched into three, the U-phase drive coil 22U2 is connected to one of the branch lines, and the U-phase drive coil 22U3inv is connected to another branch line. The remaining branch lines are connected to a neutral point to which the V-phase drive coil 22V1inv and the W-phase drive coil 22W1 are connected.

V相交流電力線も3本に分岐し、そのうちのひとつの分岐線にV相駆動コイル22V1invが接続され、別の分岐線にV相駆動コイル22V3が接続される。そして残りの分岐線は、U相駆動コイル22U2及びW相駆動コイル22W2invが接続される中性点に、接続される。   The V-phase AC power line is also branched into three lines, one of which is connected to the V-phase drive coil 22V1inv, and the other branch line is connected to the V-phase drive coil 22V3. The remaining branch lines are connected to a neutral point to which the U-phase drive coil 22U2 and the W-phase drive coil 22W2inv are connected.

W相交流電力線も3本に分岐し、そのうちのひとつの分岐線にW相駆動コイル22W1が接続され、別の分岐線にW相駆動コイル22W2invが接続される。そして残りの分岐線は、U相駆動コイル22U3inv及びV相駆動コイル22V3が接続される中性点に、接続される。   The W-phase AC power line is also branched into three, one of which is connected to the W-phase drive coil 22W1, and the other branch line is connected to the W-phase drive coil 22W2inv. The remaining branch lines are connected to a neutral point to which the U-phase drive coil 22U3inv and the V-phase drive coil 22V3 are connected.

各相の駆動コイル数が均等になるように配置され、電気角毎のコイルを並列に接続した電動機では、各コイル毎で移相されてしまう。   In an electric motor in which the number of drive coils in each phase is arranged to be equal and coils for each electrical angle are connected in parallel, the phase is shifted for each coil.

これに対して本実施形態のように、コイル位置及び巻方向を変えることで、同一方向へ移相するようになる。そして同方向に移相するので、制御時に移相を補償すれば、トルクロスを減らし且つトルクリプル及び電圧リプルを低減できるのである。   On the other hand, as in the present embodiment, the phase is shifted in the same direction by changing the coil position and the winding direction. Since the phase is shifted in the same direction, if the phase shift is compensated at the time of control, torque cross and torque ripple and voltage ripple can be reduced.

(第7実施形態)
図10は、本発明による永久磁石型電動機の第7実施形態の概略構成を示す断面図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a seventh embodiment of the permanent magnet type electric motor according to the present invention.

本実施形態では、永久磁石型電動機1として、3相12極18スロットの永久磁石型三相交流モーターを例に挙げて説明する。   In the present embodiment, a permanent magnet type electric motor 1 will be described by taking a three-phase, 12-pole, 18-slot permanent magnet type three-phase AC motor as an example.

本実施形態の永久磁石型電動機1は、12極であるので極対数は6である。そしてその極対数(6極対)が相数(3相)で割り切れるタイプである。そして、電気角1周期(電気角360度)ごとに異なる相の駆動コイルが形成されないようにした。そして、そこの少なくともひとつに給電コイル23を形成するようにした。なお電気角とは、上述の通り、図10でいうU相、V相、W相をひとつとすることを言う。ただし図10では、機械角としては60度ごとになり、この点が図5と相違する。   Since the permanent magnet type electric motor 1 of this embodiment has 12 poles, the number of pole pairs is 6. The number of pole pairs (six pole pairs) is divisible by the number of phases (three phases). And it was made not to form the drive coil of a different phase for every electrical angle 1 period (electrical angle 360 degree | times). Then, the feeding coil 23 is formed on at least one of them. As described above, the electrical angle means that the U phase, V phase, and W phase in FIG. However, in FIG. 10, the mechanical angle is every 60 degrees, which is different from FIG.

そして図10では、第1周期部分には、V相駆動コイル22V1及びW相駆動コイル22W1が形成されるが、U相駆動コイルは形成されない。そしてU相駆動コイルに代えて給電コイル23が形成される。第2周期部分には、V相駆動コイル22V2及びW相駆動コイル22W2が形成されるが、U相駆動コイルは形成されない。第3周期部分には、U相駆動コイル22U3及びW相駆動コイル22W3が形成されるが、V相駆動コイルは形成されない。第4周期部分には、U相駆動コイル22U4及びV相駆動コイル22V4が形成されるが、W相駆動コイルは形成されない。第5周期部分には、U相駆動コイル22U5及びV相駆動コイル22V5が形成されるが、W相駆動コイルは形成されない。第6周期部分には、U相駆動コイル22U6及びW相駆動コイル22W6が形成されるが、V相駆動コイルは形成されない。   In FIG. 10, the V-phase drive coil 22V1 and the W-phase drive coil 22W1 are formed in the first period portion, but the U-phase drive coil is not formed. A feeding coil 23 is formed instead of the U-phase driving coil. In the second period portion, the V-phase drive coil 22V2 and the W-phase drive coil 22W2 are formed, but the U-phase drive coil is not formed. In the third period portion, the U-phase drive coil 22U3 and the W-phase drive coil 22W3 are formed, but the V-phase drive coil is not formed. In the fourth period portion, the U-phase drive coil 22U4 and the V-phase drive coil 22V4 are formed, but the W-phase drive coil is not formed. In the fifth period portion, the U-phase drive coil 22U5 and the V-phase drive coil 22V5 are formed, but the W-phase drive coil is not formed. In the sixth period portion, the U-phase drive coil 22U6 and the W-phase drive coil 22W6 are formed, but the V-phase drive coil is not formed.

本実施形態のように電動機の極対数が相数で割切れる場合は、電気角毎に駆動コイルが形成されない相を変えるように構成した。このように構成することで、電気角毎にトルクリプル及び電圧リプルの位相が360[°]/相数ずつ異なり、電動機全体としてトルクリプル及び電圧リプルが完全に打ち消しあう。したがって、このように構成することで、トルクリプル及び電圧リプルをキャンセルできる。   When the number of pole pairs of the motor is divisible by the number of phases as in this embodiment, the phase in which the drive coil is not formed is changed for each electrical angle. With this configuration, the torque ripple and the voltage ripple are different by 360 [°] / number of phases for each electrical angle, and the torque ripple and the voltage ripple as a whole cancel each other out completely. Therefore, with this configuration, torque ripple and voltage ripple can be canceled.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

たとえば、上記実施形態においては、3相6極9スロットの永久磁石型三相交流モーターや3相12極18スロットの永久磁石型三相交流モーターを例に挙げて説明したが、これには限られない。相数、極数、スロット数が異なってもよい。   For example, in the above embodiment, a three-phase, six-pole, nine-slot permanent magnet type three-phase AC motor or a three-phase, twelve pole, eighteen-slot permanent magnet type three-phase AC motor has been described as an example. I can't. The number of phases, the number of poles, and the number of slots may be different.

また給電コイルは、少なくともひとつ構成されていればよく、たとえば第1実施形態において給電コイルがひとつであったり、第2〜7実施形態において給電コイルが複数であってもよい。.   Further, it is sufficient that at least one feeding coil is configured. For example, one feeding coil may be provided in the first embodiment, or a plurality of feeding coils may be provided in the second to seventh embodiments. .

1 永久磁石型電動機
10 ローター
20 ステーター
21 ステーター鉄心
211 ティース
22 駆動コイル
23 給電コイル
7 直流交流変換器
8 バッテリー
9 電力回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet type motor 10 Rotor 20 Stator 21 Stator iron core 211 Teeth 22 Drive coil 23 Feeding coil 7 DC / AC converter 8 Battery 9 Power circuit

Claims (4)

永久磁石を有するロータと、ステータと、を備えた永久磁石型電動機において、
前記ステータは、直流交流変換器を介してバッテリに接続される駆動用コイルがそれぞれ巻回された複数のティースと、交流電源に接続される給電用コイルが巻回された少なくとも1つのティースとを有
複数の駆動用コイルは、すべて、前記直流交流変換器の特定の交流相の電力線には接続されずそれ以外の交流相の電力線に接続される、
ことを特徴とする永久磁石型電動機。
In a permanent magnet type electric motor provided with a rotor having a permanent magnet and a stator,
The stay data includes a plurality of teeth driving coil is wound, respectively connected to the battery via a DC-AC converter, and at least one tooth that power supply coil is wound which is connected to an AC power source , have a,
The plurality of drive coils are all connected to the AC line power line other than the specific AC phase power line of the DC / AC converter,
A permanent magnet type electric motor characterized by the above.
永久磁石を有するロータと、ステータと、を備えた永久磁石型電動機において、
前記ステータは、直流交流変換器を介してバッテリに接続される駆動用コイルがそれぞれ巻回された複数のティースと、交流電源に接続される給電用コイルが巻回された少なくとも1つのティースと、を有し、
複数の駆動用コイルは、電気角1周期ごとに異なる特定の交流相の電力線には接続されずそれ以外の交流相の電力線に接続される、
ことを特徴とする永久磁石型電動機。
In a permanent magnet type electric motor provided with a rotor having a permanent magnet and a stator,
The stator includes a plurality of teeth each wound with a driving coil connected to a battery via a DC / AC converter, and at least one tooth wound with a power feeding coil connected to an AC power source, Have
The plurality of driving coils are not connected to a specific AC phase power line that is different for each cycle of electrical angle, but are connected to other AC phase power lines.
A permanent magnet type electric motor characterized by the above.
請求項2に記載の永久磁石型電動機において、
前記ロータの極対数は、前記直流交流変換器の交流相数の整数倍であり、
前記複数の駆動用コイルは、前記直流交流変換器の各交流相の電力線に同数ずつ接続される、
ことを特徴とする永久磁石型電動機。
The permanent magnet type electric motor according to claim 2 ,
The number of pole pairs of the rotor is an integral multiple of the number of AC phases of the DC / AC converter,
The plurality of driving coils are connected in equal numbers to each AC phase power line of the DC / AC converter,
A permanent magnet type electric motor characterized by the above.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の永久磁石型電動機において、
前記複数の駆動用コイルは、前記直流交流変換器の各交流相の電力線に同数ずつ並列に、かつ移相方向が統一されるように接続される、
ことを特徴とする永久磁石型電動機。
In the permanent magnet type electric motor according to any one of claims 1 to 3 ,
The plurality of driving coils are connected in parallel to the power lines of each AC phase of the DC / AC converter in parallel so that the phase shift directions are unified,
A permanent magnet type electric motor characterized by the above.
JP2010249536A 2010-11-08 2010-11-08 Permanent magnet type motor Active JP5696438B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010249536A JP5696438B2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Permanent magnet type motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010249536A JP5696438B2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Permanent magnet type motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012105390A JP2012105390A (en) 2012-05-31
JP5696438B2 true JP5696438B2 (en) 2015-04-08

Family

ID=46395127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010249536A Active JP5696438B2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Permanent magnet type motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5696438B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111355429A (en) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 Motor driving apparatus, control method, vehicle, and readable storage medium

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102195710B1 (en) * 2014-01-28 2020-12-28 삼성전자주식회사 A bldc motor and cleaning apparatus using the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50115506U (en) * 1974-03-05 1975-09-20
JP2911978B2 (en) * 1990-08-16 1999-06-28 本田技研工業株式会社 Electric vehicle
JPH10248172A (en) * 1997-03-07 1998-09-14 Nippon Steel Corp Battery-driven motor system
JP2004215483A (en) * 2002-05-29 2004-07-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor generator
JP2009027831A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Toyota Motor Corp Capacitor discharging system of electric automobile
JP5394677B2 (en) * 2008-08-25 2014-01-22 トヨタ自動車株式会社 Charging system and vehicle equipped with the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111355429A (en) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 Motor driving apparatus, control method, vehicle, and readable storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012105390A (en) 2012-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2412091B1 (en) Electric motor system
JP4625147B2 (en) Synchronous motor drive system
JP5587693B2 (en) Rotating electric machine and vehicle equipped with the rotating electric machine
JP5827026B2 (en) Rotating electric machine and rotating electric machine drive system
US20170353071A1 (en) Rotary Electric Machine and Vehicle Provided with the Same
JP5742850B2 (en) Rotating electrical machine system
US20120248924A1 (en) Electric rotating machine drivable with a single three-phase inverter
JP2012222941A (en) Rotating electric machine
JP5792363B2 (en) Stator winding of rotating electric machine and stator of rotating electric machine
US10819176B2 (en) Electric motor
US11735968B2 (en) Rotary electric machine and vehicle provided with the same
JP6626973B2 (en) 6-wire three-phase motor and motor system
JP5696438B2 (en) Permanent magnet type motor
JP2013085381A (en) Synchronous motor drive system
Lin et al. An innovative multiphase PWM control strategy for a PMSM with segmented stator windings
JP5301905B2 (en) Multi-phase rotating electrical machine drive device, multi-phase generator converter, multi-phase rotating electrical machine, and rotating electrical machine drive system
JP2014039446A (en) Pole change motor device
JP2009142130A (en) Rotating electric machine and drive device for rotating electric machine
JP6114786B2 (en) Stator winding of rotating electric machine, stator of rotating electric machine, rotating electric machine and vehicle
JP4476585B2 (en) 2Y motor stator structure
JP5623346B2 (en) Rotating electric machine drive system
JP2011130525A (en) Electric motor drive system
JP5114354B2 (en) Split core and rotating electric machine using the same
JP2017189020A (en) Rotary electric machine stator and rotary electric machine having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140722

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140911

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150126

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5696438

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151