CN101536292A - 无刷电机及无刷电机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

包括具有多相电枢线圈的定子和具有永久磁铁且在定子的内侧或外侧自由旋转地配置的转子的无刷电机，电枢线圈的不同的2相间的相间感应电压波形通过在1次基波上重叠5次分量和7次分量而设置成梯形波。相对于1次基波的电压峰值α1的5次分量和7次分量的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1)优选设定在0.01≤X≤0.1的范围、更优选设定在0.02≤X≤0.09的范围。

Description

无刷电机及无刷电机的控制方法
技术领域
【0001】
本发明涉及无刷电机(brushless motor)和无刷电机的控制方法，尤其涉及适用于电动转向助力(power steering)装置用的无刷电机的有效技术。
背景技术
【0002】
为了辅助汽车等的操纵力，近年来许多车辆都安装了所谓的转向助力装置。作为这样的转向助力装置，近年，基于发动机(engine)负载降低和重量减轻等的观点，越来越多的车辆搭载了电动式动力操纵装置(所谓的电动转向助力装置，以下简称为EPS)。作为这样的EPS的动力源，大多使用传统的带电刷(brush)的电机(motor)，但近年来，由于维护(mainternance)性优良且能够以小型机获得高转矩(torque)，无刷电机的使用增多。
【0003】
这样的EPS用电机，为了提高驾驶者的操作感，降低工作噪声已成为大的课题。一般地说，转矩变动(转矩脉动(torque ripple)和工作噪声之间存在密切关系，对于EPS用电机(尤其是无刷电机)，在通电方法上研究了各种降低转矩脉动的方法。例如，用能够平滑通电的正弦波驱动取代矩形波驱动等，就是公知的工作噪声对策。但是，在正弦波驱动的情况下，为了降低转矩脉动，必须将电机侧的感应电压波形设定为正弦波形状。因而，正弦波驱动电机中，通过偏斜(skew)或磁铁(magnet)的偏心，使感应电压波形成为正弦波波形，以此作为应对。
【0004】
但是，若在转子(rotor)上加偏斜，感应电压的1次分量也会减少。因而，实际上传统的正弦波驱动电机的输出功率多少会受到一些损失。因而，为改善这样的电机输出功率的降低，开发了降低输出功率损失的方法，就是使感应电压包含谐波，通过流过消除谐波分量的电流来减小偏斜角的角度。另外，例如，专利文献1中提出，通过将各相的感应电压调整到奇数次谐波重叠而成的梯形波上来抑制转矩脉动，同时实现转矩的提高。因而，通过感应电压调整手段，在基波即正弦波形状的感应电压上重叠3次谐波，将各相的感应电压调整为大致为梯形状的无急剧变化敌平坦扩展到波形形状。从而，各相感应电压对于转子旋转角度的特性曲线和横轴(旋转角度)包围的部分的形状，比只有基波的特性曲线时平坦而成为扩大的形状，使电机产生的转矩相应增加。
【专利文献1】特开2006-174692号公报
【专利文献2】特开2004-274963号公报
【0005】
但是，如前所述，在感应电压上重叠谐波，将各相的感应电压设成梯形波形状时，为了使各相的相电流成为正弦波形，难以抑制峰值(peak)电流。因而存在这样的问题，为了限制流入无刷电机的电流值，相应地抑制了电机输出功率。
发明内容
【0006】
本发明的目的在于提供可实现高转矩、高旋转实现得无刷电机和无刷电机的控制方法，其中，采用一边抑制峰值电流、一边将各相的感应电压设为梯形波形状的驱动方式。
【0007】
本发明的无刷电机由具有多相电枢线圈的定子(stator)和具有永久磁铁且在上述定子的内侧或外侧可自由旋转地设置的转子构成，其特征在于，上述电枢线圈的不同的2相间的相间感应电压波形大致为梯形。
【0008】
本发明的无刷电机中，通过将相间感应电压波形大致设为梯形，相电流也成为梯形波形，与具有同样的相电流峰值的正弦波相电流比较，贡献于电机转矩的1次分量的电流峰值变大。因而，与各相的感应电压设为梯形波形、相电流成为正弦波的电机比较，电机转矩增大，输出功率得到提高。
【0009】
上述无刷电机中，上述相间感应电压波形可通过在1次基波上重叠除3的倍数的高次分量以外的奇数次的高次分量而形成。另外，上述相间感应电压波形也可通过在1次基波上重叠5次分量和7次分量而形成。这种情况下，相对于1次基波的电压峰值α1的5次分量和7次分量的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1)优选设定在0.01≤X≤0.1的范围，更优选设定在0.02≤X≤0.09的范围。通过将含有率X设定在这样的范围内，能够一边抑制相电流峰值，一边提高1次分量电流峰值。另外，若为正弦波相电流，可一边将峰值电流抑制为同值，一边增大电机转速。
【0010】
另一方面，本发明的无刷电机的控制方法是由具有多相电枢线圈的定子和具有永久磁铁且在上述定子的内侧或外侧自由旋转地配置的转子构成的无刷电机的控制方法，其特征在于，上述电枢线圈中的不同的2相间的相间感应电压的波形大致设为梯形。
【0011】
本发明的无刷电机的控制方法中，通过将相间感应电压的波形大致设为梯形，相电流也成为梯形波形，与具有同样的相电流峰值的正弦波相电流比较，贡献于电机转矩的1次分量的电流峰值变大。因而，与各相的感应电压设为梯形波形、相电流成为正弦波的电机比较，电机转矩增大，输出功率得到提高。
【0012】
在上述无刷电机的控制方法中，可知上述相间感应电压的1次基波上重叠除了3的倍数的高次分量以外的奇数次的高次分量，这时，可在上述相间感应电压的1次基波上重叠5次分量和7次分量。另外，相对于1次基波的电压峰值α1的5次分量和7次分量的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1，)优选设定在0.01≤X≤0.1的范围，更优选设定在0.02≤X≤0.09的范围。
【0013】
本发明的无刷电机是由具有多相电枢线圈的定子和具有永久磁铁且在定子的内侧或外侧自由旋转地配置的转子构成的无刷电机，由于将电枢线圈的不同的2相间的相间感应电压波形大致设为梯形，能够使电枢线圈的相电流设为梯形波形。因而，与具有同样的相电流峰值的正弦波相电流比较，贡献于电机转矩的1次分量的电流峰值能够加大，使电机转矩进一步增大，能够提高电机输出功率。
【0014】
本发明的无刷电机控制方法是由具有多相电枢线圈的定子和具有永久磁铁且在定子的内侧或外侧自由旋转地配置的转子构成的无刷电机的控制方法，由于电枢线圈中的不同的2相间的相间感应电压的波形大致设为梯形，能够将电枢线圈的相电流设为梯形波形。因而，与具有同样的相电流峰值的正弦波相电流比较，贡献于电机转矩的1次分量的电流峰值可以加大，使电机转矩进一步增大，能够实现电机输出功率的提高。
附图说明
【0015】
图1是表示使用本发明的无刷电机的电动转向助力装置的结构的截面图。
图2是表示图1的电动转向助力装置中使用的无刷电机的结构的剖面图。
图3是表示图2的无刷电机的定子铁芯(stator core)的结构的说明图。
图4是表示图2的无刷电机的接线状态的说明图。
图5是表示本发明的无刷电机的相间感应电压的构成(图5(a))和表示(a)情况下的相电流的说明图(图5(b))。
图6是表示正弦波相电流和梯形波相电流(5次、7次分量重叠)的波形的说明图。
图7是表示正弦波相电流和梯形波相电流(5次、7次分量重叠)下的电机转矩、相电流的峰值、1次分量电流的峰值的表。
图8是表示辅助槽的有无导致的5次、7次谐波分量的含有率的曲线图(graph)。
图9是表示6P9S的电机中的偏斜角和5次、7次的合成偏斜系数之间的关系的曲线图。
图10是表示相电流峰值设为100A时相对于1次基波的电压峰值α1的5次、7次谐波的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1)和1次分量电流峰值之间的关系的曲线图。
图11是表示相电流峰值设为相同时的X和转矩之间的关系的曲线图。
图12是表示对于同一转矩的感应电压波形的波峰值的曲线图。
图13是表示施加电压设为相同时的X和电机转速之间的关系的曲线图。
【附图标记说明】
【0016】
1  电动转向助力(power steering)装置
2  转向轴(steering shaft)
3  电机(motor)
4  转向轮(steering wheeD
5  转向齿轮箱(steering gear box)
6  拉杆(tie rod)
7  车轮
8  助力电机(assist motor)
9  减速机构部
11 转矩传感器(torque sensor)
12 控制装置
20 辅助槽
21 定子(stator)
22 转子(rotor)
23 轴壳(housing)
24 定子铁芯(stator core)
25 线圈
26 轭铁部
27 齿(teeth)
28 槽(slot)
29 电源布线
30 托架(bracket)
31 旋转轴
32 转子铁芯(rotor core)
33 磁铁(magnet)
34 磁铁座(magnet holder)
35 轴承(bearing)
36 轴承(bearing>
37 花键(spline)部
41 解角器(resolver)
42 解角器定子(resolver stator)
43 解角器转子(resolver rotor)
44 线圈(coil)
A  1次基波
B  5次谐波
C  7次谐波
D  叠加波
Eu 单相感应电压(U相)
Euv相间感应电压(U-V相)
Ev 感应电压
Ke 感应电压常数
具体实施方式
【0017】
以下，参照附图就本发明的实施例作详细说明。图1是表示使用本发明的无刷电机(brushless motor)的电动转向助力(power steering)装置的结构的剖面图。图1的电动转向助力装置(EPS)1形成为在转向轴(steering shaft)2上赋予动作助力的转向柱助力(column assist)式的结构，基于本发明的控制方法的电机(motor)3作为动力源使用。
【0018】
转向轴2上装有转向轮(steering wheel)4。转向轮4的操纵力经由转向齿轮箱(steering gear box)5内所设的未图示的小齿轮(pinion)和齿条(rack)轴传递到拉杆(tie rod)6。在拉杆6的两端上连接是车轮7。拉杆6随着转向轮4的操作而动作，经由未图示的转向节臂(knuckle arm)等使车轮7左右转向。
【0019】
EPS1中，在转向轴2上具有操纵力辅助机构即助力电机(assistmotor)部8。助力电机部8上与电机3一起具有减速机构部9和转矩传感器(torque sensor)11。减速机构部9上配有未图示的蜗杆和蜗轮(worm wheel)。电机3的旋转通过该减速机构部9减速后传递给转向轴2。电机3和转矩传感器11均与控制装置(ECU)12连接。
【0020】
转向轮4被操作，转向轴2一旋转，转矩传感器11就工作。ECUl2根据转矩传感器11的检出转矩向电机3提供适当的功率。电机3一转动，其旋转就经由减速机构部9传递到转向轴2，被赋予操纵辅助力。转向轴2由该操纵辅助力和手动操纵力转动，通过转向齿轮箱5内的齿条-齿轮机构(rack-and-pinion)将该旋转运动变换成齿条轴的直线运动，实现车轮7的转向动作。
【0021】
图2是表示电机3的结构的剖面图。如图2所示，电机3是内转子(inner-rotor)型的无刷电机，其定子(stator)21设在外侧，转子(rotor)22设在内侧。定子21由轴壳(housing)23、固定在轴壳23的内周侧的定子铁芯(stator core)24和卷装在定子铁芯24上的线圈25构成。轴壳23用铁等形成为有底筒状。轴壳23的开口部上装有合成树脂制的托架(bracket)30。定子铁芯24具有多层钢板层叠的结构。在定子铁芯24的内周侧，突出地具有多个齿(teeth)。
【0022】
图3是表示定子铁芯24的结构的说明图。定子铁芯24由环(ring)状的轭铁部26和从轭铁部26向内侧方向突出形成的齿(teeth)27和构成。齿27具有9个。各齿27之间形成槽(slot)28(9个)，电机3形成为9槽结构。在各齿27的顶端部形成有辅助槽20。在各齿27上以集中绕组方式卷装有线圈25。线圈25被收纳在各槽28内。线圈25经由电源布线29连接到电池(battery)(未图示)。线圈25被供给含有谐波分量的梯形波形状的相电流(U、V、W)。
【0023】
转子22配置在定子21的内侧，转子铁芯(rotor core)32、磁铁(magnet)33与旋转轴31同轴地装配。在旋转轴31的外周，装有由多层钢板重叠的圆筒形状的转子铁芯32。在转子铁芯32的外周，配置有分段型(segment type)的磁铁33。磁铁33安装在固定于旋转轴31的磁铁座(magnet holder)34上，沿圆周方向配置6个。即，该电机3具有6极9槽结构。
【0024】
旋转轴31的一个端部由在轴壳23的底部压入的轴承(bearing)35自由旋转地支持。旋转轴31的另一端部由托架30上安装的轴承36自由旋转地支持。旋转轴31的端部(图2中左端部)上形成有花键(spline)部37。旋转轴31通过花键部37上安装的未图示的接头(joint)构件与减速机构部9的蜗杆(worm)轴连接。蜗杆轴上形成有蜗杆。蜗杆在减速机构部9中与固定于转向轴2的蜗轮(worm wheel)啮合。
【0025】
在托架30内收容有轴承36和检测转子22的旋转的解角器(resolver)41。解角器41由固定于托架30侧的解角器定子(resolverstator)42和固定于转子22侧的解角器转子(resolver rotor)43构成。解角器定子42上装有线圈(coil)44，具有励磁线圈和检出线圈。在解角器定子42的内侧，配置固定于磁铁座34的左端部的解角器转子43。解角器转子43由金属板层叠而构成，在三个方向形成凸部。
【0026】
旋转轴31一旋转，解角器转子43就也在解角器定子42内旋转。解角器定子42的励磁线圈上被赋予高频信号，凸部的接近/离开使得从检出线圈输出功率的信号的相位变化。通过比较该检出信号和基准信号，检出转子22的旋转位置。然后，根据转子22的旋转位置适当地切换供给线圈25的电流，将转子22旋转驱动。
【0027】
这样的EPS1中，一经操作转向轮4而带动转向轴2旋转，齿条轴就在对应于该旋转的方向移动而进行转向操作。通过该操作，转矩传感器11工作，根据该检出转矩，未图示的电池经由电源布线29向线圈25供电。线圈25一得到供电，电机3就开动，旋转轴31和蜗杆轴旋转。蜗杆轴的旋转，经由蜗轮传递给转向轴2，给操纵力以辅助。
【0028】
这里，EPS1工作时，一边抑制转矩变动，一边为了更加提高电机输出功率，在电机3中进行使相间的感应电压波形成为梯形波的调整。图4是表示电机3的接线状态的说明图，图5是表示本发明电机3的相间感应电压的构成(图5(a))和(a)的情况下的相电流(图5(b))的说明图。如图4所示，电机3是3相星形(star)接线，相间感应电压是线圈25中的不同的2相间的电位差。例如，相间感应电压Euv就是U相线圈的单相感应电压Eu和V相线圈的单相感应电压Ev之差Eu-Ev构成的电压。再有，专利文献1中调整为梯形波的是各相的单相感应电压(例如，这里说的Eu)。
【0029】
该电机3中，这样的相间感应电压是在1次基波上重叠5次和7次的谐波而形成的梯形波形。如图5所示，在正弦波形的1次基波A上重叠5次谐波B和7次谐波C，形成图中D所示得大致梯形的叠加波。这样，将相间感应电压调整为梯形波，如图5(b)所示，相电流也成为梯形波形。图6是表示正弦波相电流和梯形波相电流(5次、7次分量重叠)的波形的说明图，图7的表中示出两电流中的电机转矩、相电流的峰值(peak)值和1次分量电流的峰值。依据发明人的实验，梯形波相电流中，如图7的表所示，尽管相电流峰值同为100A，转矩增大了0.2Nm大(正弦波相电流提高4％)。
【0030】
这里，相电流中对转矩有贡献的是正弦波形的1次分量，正弦波相电流中，相电流峰值和1次分量电流峰值均为100A。与此相比，梯形波相电流是在正弦波形的1次分量上重叠5次和7次分量的形状，因而，使用峰值为103.6A的1次分量，将相电流峰值控制为100A。即，重叠了5次、7次分量的梯形波(图6的P)中，电流波形成为富士山形(大致为圆锥梯形的锥状(Konide：德语)(成层)火山(composite volcano)的剖面状)，相电流总体的峰值下降。但是，重叠了5次、7次分量的梯形波中，对转矩发生有贡献的具有较高峰值大1次分量(图6的Q)已隐蔽。因而，跟具有同样的相电流峰值(这里是100A)的正弦波相电流(图6的R)相比，能够通过将1次分量电流峰值加大(100A→103.6A)来使电机转矩增大，使输出功率提高。
【0031】
再有，感应电压的谐波分量，通过极和槽的组合，所含的分量基本确定。例如，若为集中绕组，则容易算出由作为线圈系数之一的短节距绕组系数Kp(下式)包含的次数分量。
Kp＝|cos(n·(1-P)·π/2)|(n：次数，P：线圈节距(pitch)/极节距)
电机3中，为了将相间感应电压调整为梯形波，用集中绕组构成线圈25，同时采用星形接线。而且，之后将转子22的磁极数P和定子21的槽数S设为2P3S的整数倍(6P9S)。
【0032】
本发明中，为了容易取得5次谐波和7次谐波，采用6P9S并在齿27的顶端设置辅助槽20。通过设置辅助槽20，能够使相间感应电压含有多的5次、7次谐波。另外，形成辅助槽时不需要改变线圈节距，因此安装线圈的操作容易。图8是表示因辅助槽的有无导致的5次、7次谐波分量的含有率差异的曲线图。如图8所示，在设有辅助槽的情况下，可提高约50％的5次、7次谐波分量的含有率，能够高效率地获得5次、7次的谐波分量。
【0033】
另外，使5次、7次谐波分量减小则依赖于偏斜(skew)角，从作为线圈系数之一的偏斜系数求出。这时，对于第v次谐波分量的偏斜系数Ksv由下式给出。
Ksv＝sin(vγ/2)/(vγ/2)(γ：偏斜角)
利用该偏斜系数Ksv，可用下式表示5次、7次谐波的含有量。
谐波含有量＝K×Ksv×β
(K：修正系数)
(β：无偏斜的状态下，通过辅助槽20调整的谐波分量的含有量)
再有，仅将Ksv和β相乘得到的乘积，并不是通过辅助槽和偏斜来含有谐波分量时的实际谐波含有量(Ksv×β是理论值)，因此在计算出X值时使用修正系数K。修正系数K的值表示理论值和实际谐波含有量之间的关系，通过实验求出。
【0034】
图9是表示6P9S的电机中的偏斜角和5次、7次的合成偏斜系数之间的关系的曲线图。在6P9S结构的情况下，极和槽的最小公倍数是18，若偏斜角大于20°，则5次和7次的合成次数就减少，偏斜的效果弱化。因此，为了有效地调整5次、7次谐波分量，偏斜角最好在0<偏斜角≤360°/极数和槽的最小公倍数的范围内设定。
【0035】
另一方面，使相间感应电压波形成为梯形波的关系式，可表示为下式，通过适当改变式中的系数α1、α3、α5、α7...，可改变叠加波的波形。
E＝A(α1sinθ+α3sin3θ+α5sin5(θ+180)+α7sin7θ+...)
这时，各系数α1、α3、α5、α7...表示各次的电压峰值。图10是表示相电流峰值设为100A时，相对于1次基波的电压峰值α1的5次、7次谐波的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1)和1次分量电流峰值之间的关系的曲线图。
【0036】
图10中，X＝0时，若只有1次基波或1次+3次(若将3的倍数次的谐波重叠，则成为正弦波而不成为梯形波)，则成为与1次基波相同的电流峰值(100A：图10的(a))。另外，图10中X＝0.12时，通过5次+7次，梯形波顶上部分的凹凸变大，相电流峰值和1次分量电流峰值会成为相同(图10的(c))。而且，若X成为0.12以上的值，相电流峰值就比1次分量电流峰值高，就不能一边抑制相电流峰值，一边又提高1次分量电流峰值。
【0037】
即，5次、7次谐波的含有率X过高或过低，1次分量电流峰值变小，这是不理想的。根据发明人的实验获知，含有率X为0.045附近时1次分量电流峰值成为最大，1次分量电流峰值，与将相间感应电压波形设为正弦波时相比比成为最大(图10的(b))。另外，还判明：若将含有率X设定为0.01≤X≤0.1(图10的框S)，则1次分量电流峰值增大约1％以上，若设定成0.02≤X≤0.09和(图10的框T)，则相电流峰值增大约2％以上。根据该结果，含有率X优选0.01≤X≤0.1的范围，更优选0.02≤X≤0.09的范围。通过这样的设定，能够一边将相电流峰值抑制成与相间感应电压波形为正弦波时同值，一边使1次分量电流峰值提高约1％以上。
【0038】
图11是表示将相电流峰值设为相同时的X和转矩之间的关系的曲线图。如图11所示，这里同样是，含有率X在0.045附近转矩成为最大，0.01≤X≤0.1时比X＝0时转矩提高约1％以上。另外，若设为0.02≤X≤0.09，则比X＝0时转矩提高约2％以上。即，通过将含有率X优选为设定在0.01≤X≤0.1的范围或更优选为设定在在0.02≤X≤0.09的范围，可使电机转矩提高约1％以上或约2％以上，能够改善电机的输出功率。
【0039】
这样，本发明的无刷电机中，通过将相间感应电压波形设成梯形波，与具有同样的相电流峰值的正弦波相电流比较，能够加大1次分量电流峰值，实现电机的输出功率的提高。另外，将相间感应电压波形中的5次、7次谐波的含有率X设定成预定值，能够使1次分量电流峰值增大，若为正弦波相电流，则能够用同一峰值电流获得高转矩，并能相应地提高电机的输出功率。因此，与专利文献1所述的在感应电压上重叠谐波来使各相的感应电压成为梯形波形状的方式(各相的相电流成为正弦波形)相比，能够实现电机输出功率的提高。
【0040】
但是，电机的转速N可由下式给出，
N＝V/Ke(V：施加电压，Ke：感应电压常数(V/rpm))根据上式可知，若施加电压一定，则Ke越小转速就越高。图12是表示对于同一转矩的感应电压波形的波峰值的曲线图，横轴是上述的X，纵轴是感应电压(V/krpm)。在这种情况下，Ke成为感应电压波形的波峰值，这里，X和Ke之间存在是相关关系。即，如图12所示，5次、7次谐波的含有率X过高或过低ぎ感应电压常数Ke增大，这是不理想的。根据发明人的实验，这种情况下，也是在含有率X为0.045附近感应电压常数Ke成为最小。另外，若设定为0.01≤X≤0.1，则感应电压常数Ke减少约1％以上，若设定为0.02≤X≤0.09，和则感应电压常数Ke减少约2％以上。因此，从转速的观点考虑，含有率X优选为0.01≤X≤0.1的范围，更优选为0.02≤X≤0.09的范围。
【0041】
图13是表示将施加电压设为相同时的X和电机转速之间的关系曲线图。如图13所示，这里也是，含有率X在0.045附近时转速成为最大，0.01≤X≤0.1时比X＝0时转速增加约2.4％以上。另外，若设定成0.02≤X≤0.09，则比X＝0时转速提高约3.5％以上。即，含有率X优选设定在0.01≤X≤0.1的范围或更优选设定在0.02≤X≤0.09的范围，就能够使转速提高约2.4％以上或约3.5以上。因此，若为正弦波相电流，就能够一边将峰值电流控制为同值，一边使电机转速增大。
【0042】
当然，本发明并不受上述实施例限定，在不脱离其要旨的范围内可以有各种变更。
例如，上述的实施例中，集中绕组、星形接线和2P3S的整数倍的结构，定子斜槽(stator skew)或转子斜槽(rotor skew)的角度调整，通过辅助槽等将相间感应电压调整为梯形波，但是也可通过适当变更磁铁33的形状等来调整5次、7次分量的含有量，将相间感应电压设成梯形波。实际上，优选的方式是适当组合这些条件，将相间感应电压调整到理想的梯形波。
【0043】
另外，上述的实施例中，以6极9槽的电机为例对电机3作了说明，电机结构并不受此限定，只有是2极3槽的整数倍的电机，本发明均可适用。而且，上述的实施例中，用内转子型的无刷电机作为示例，但是，本发明也同样适用于转子设在定子的外侧定外转子(outer rotor)型的无刷电机。此外，上述的实施例中说明了将本发明的控制方法用于转向柱助力式EPS的电机的示例，但是，对于与齿条轴同轴地配置电机的齿条助力(rack assist)式或在与齿条轴啮合的主动齿轮(piniongear)上赋予辅助力的小齿助力式EPS用电机也适用。

Claims (10)

1.一种无刷电机，包括具有多相电枢线圈的定子和具有永久磁铁且在所述定子的内侧或外侧自由旋转地配置的转子，其特征在于，
所述电枢线圈的不同的2相间的相间感应电压波形大致为梯形。
2.权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述相间感应电压波形通过在1次基波上重叠除了3的倍数的高次分量以外的奇数次的高次分量而形成。
3.权利要求2所述的无刷电机，其特征在于，所述相间感应电压波形通过在1次基波上重叠5次分量和7次分量而形成。
4.权利要求3所述的无刷电机，其特征在于，相对于1次基波的电压峰值α1的5次分量和7次分量的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1)在0.01≤X≤0.1的范围内。
5.权利要求3所述的无刷电机，其特征在于，相对于1次基波的电压峰值α1的5次分量和7次分量的电压峰值α5、α7的合计的含有率X(＝(α5+α7)/α1)在0.02≤X≤0.09的范围内。
6.一种无刷电机的控制方法，所述无刷电机包括具有多相电枢线圈的定子和具有永久磁铁且在所述定子的内侧或外侧自由旋转地配置的转子，其特征在于，
所述电枢线圈中的不同的2相间的相间感应电压的波形大致为梯形。
7.权利要求6所述的无刷电机的控制方法，其特征在于，在所述相间感应电压的1次基波上重叠除了3的倍数的高次分量以外的奇数次的高次分量。
8.权利要求7所述的无刷电机的控制方法，其特征在于，在所述相间感应电压的1次基波上重叠5次分量和7次分量。
9.权利要求8所述的无刷电机的控制方法，其特征在于，相对于1次基波的电压峰值α1的5次分量和7次分量的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1)在0.01≤X≤0.1的范围内。
10.权利要求8所述的无刷电机的控制方法，相对于1次基波的电压峰值α1的5次分量和7次分量的电压峰值α5、α7的合计含有率X(＝(α5+α7)/α1)在0.02≤X≤0.09的范围内。
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