CN108352750A - 旋转电机以及旋转电机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够谋求单侧通电时的转矩脉动的降低的旋转电机。本发明的马达(100)具备定子线圈(5),所述定子线圈(5)由分别配置在N为≥2的整数的6N个齿上的集中式的绕组构成。并且,定子线圈(5)具有分别由3N个绕组构成的独立的第1绕组单元(51)及第2绕组单元(52),构成第1绕组单元(51)的3N个绕组配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度间距设置的3个齿组(TG1~TG3)上,构成第2绕组单元(52)的3N个绕组被配置在6N个齿之中未包含在所述3个齿组(TG1~TG3)内的齿上。即,构成第2绕组单元(52)的3N个绕组被配置在以机械角度120度间距设置的3个齿组(TG4~TG6)上。

Description

旋转电机以及旋转电机系统
技术领域
本发明涉及一种旋转电机以及旋转电机系统。
背景技术
作为具有双系统绕组的旋转电机,已知有专利文献1中记载那样的旋转电机。专利文献1记载的旋转电机设为从2个逆变器独立地对设置于旋转电机中的2个Y形接线供给驱动电流的构成,具有冗余性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-11688号公报
发明内容
发明要解决的问题
不过,在以集中式的绕组来构成三相双Y形绕组时,在停止一逆变器而仅靠由另一逆变器驱动的三相绕组来进行马达驱动的状况、例如一逆变器发生故障的情况下,有可能发生绕组的磁不平衡,从而有转矩脉动增大之虞。
解决问题的技术手段
根据本发明的第1形态,一种旋转电机,其具备:定子铁心,其具有N为≥2的整数的6N个齿;以及定子绕组,其由分别配置在6N个所述齿上的集中式的绕组构成,所述定子绕组具有分别由3N个所述绕组构成的独立的第1三相绕组及第2三相绕组,构成所述第1三相绕组的3N个所述绕组被配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度的间距设置的3个齿组中,构成所述第2三相绕组的3N个所述绕组被配置在所述6N个齿之中未包含在所述3个齿组内的齿上。
发明的效果
根据本发明,能够谋求单侧通电时的转矩脉动的降低。
附图说明
图1为表示本发明的旋转电机的第1实施方式的图。
图2为马达100的截面图。
图3为表示配备马达100的旋转电机系统的一形态的框图。
图4表示将第1绕组单元51及第2绕组单元52设为Δ形接线的情况。
图5为表示第2实施方式中的旋转电机系统的图。
图6为表示能够实现双系统绕组的集中绕法的组合的图。
图7为表示以8极12槽构成的马达100的定子绕组的配置的图。
图8为表示8极12槽的情况下的比较例的图。
图9为表示8极12槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。
图10为表示10极12槽构成的情况下的绕组配置的图。
图11为表示10极12槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。
图12为表示12极18槽构成的情况下的绕组配置的图。
图13为表示12极18槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。
图14为表示14极18槽构成的情况下的绕组配置的图。
图15为表示14极18槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。
图16为表示16极18槽构成的情况下的绕组配置的图。
图17为表示16极18槽构成的情况下的第1及第2绕组单元的构成和Δ形接线的图。
具体实施方式
下面,参考附图对用于实施本发明的方式进行说明。
第1实施方式
图1为表示本发明的旋转电机的一实施方式的图。图1展示了电动助力转向(以下简记作EPS)马达单元的马达部(以下记作马达100)。图2为马达100的截面图。EPS马达单元中,图1所示的马达100与未图示的控制单元以机电一体的方式构成。
马达100在外壳2的内部收纳有马达构成零件。马达100的驱动力经由马达100的旋转轴即轴6上安装的带轮1而传递至未图示的电动助力转向系统的驱动部。在轴6上设置有构成转子的前转子铁心12和后转子铁心13。在前转子铁心12中安装有前磁铁12m,在后转子铁心13中安装有后磁铁13m。磁铁12m、13m的外周部被磁铁罩覆盖。
轴6通过设置在外壳2上的前轴承7和设置在外壳2的右端的轴承壳9中的后轴承8而旋转自如地加以支承。轴承壳9通过斜面型挡圈10而固定在外壳2上。在设置于外壳2的内周部的定子铁心4上绕装有定子线圈5。
如后文所述,定子线圈5由双系统的三相绕组构成。各三相绕组的输出端与固定在轴承壳9上的汇流条模塑体14的端子(未图示)电连接,并经由该端子与两组三相端子(20u1、20v1、20w1)、(20u2、20v2、20w2)电连接。一方的三相绕组与三相端子20u1、20v1、20w1连接在一起,另一三相绕组与三相端子20u2、20v2、20w2连接在一起。在轴后侧设置有检测马达100的磁极位置的磁极传感器3。与该磁极传感器3相对应,在对马达100进行驱动控制的控制单元侧设置有检测电路。
图3为表示配备马达100的旋转电机系统的一形态的框图。在图3所示的例子中,旋转电机系统具备马达100和驱动马达100的驱动部200。如上所述,马达100的定子线圈5具备双系统的三相绕组,以下,将一方的三相绕组称为第1绕组单元51,将另一三相绕组称为第2绕组单元52。磁极传感器3检测转子101的磁极位置。转子101由图2所示的前转子铁心12、后转子铁心13、前磁铁12m、后磁铁13m构成。
从逆变器31对第1绕组单元51供给电流,从逆变器32对第2绕组单元52供给电流。在图3所示的例子中,逆变器31、32从共通的DC电源30得到供电,但也可对逆变器31、32分别设置独立的DC电源。逆变器31、32根据来自设置于驱动部200的控制单元33的驱动指令而对绕组单元51、52供给电流。
控制单元33根据从磁极传感器3输入的检测信息和安装在转向轴上的转矩传感器的检测值等来算出马达100的目标转矩。继而,控制单元33控制逆变器31、32以使得马达100的电流值变为与目标转矩相当的电流值。
在图3所示的例子中,第1绕组单元51及第2绕组单元52的三相绕组是以Y形接线加以连接的,各自的中性点是电性绝缘的。如上所述,第1绕组单元51与第2绕组单元52电性分离,并且分别通过独立的逆变器31、32加以并联驱动。例如,在第1绕组单元51的U相绕组U1与第2绕组单元52的U相绕组U2在电性上没有相位差的情况下,逆变器31的U相电流与逆变器32的U相电流为同相。但是,因为存在由于槽配合而具有电性相位差的情况,所以在该情况下,需要进行各逆变器电流与绕组单元51、52的感应电压的相位一致的通电。
图4展示了在图3中叙述过的内容中将第1绕组单元51及第2绕组单元52设为Δ形接线这一情况。在该情况下,与上述Y形接线的情况一样,对第1绕组单元51和第2绕组单元52通电的电流也需要变为与感应电压的相位相应的电流。该电流相位是根据磁极传感器3的信号来决定逆变器电流的相位。
在本实施方式中,第1绕组单元51及第2绕组单元52是以集中式构成的。集中式是在1个齿上将线圈缠绕成环状的方式,通过极数与槽数(与齿的数量相等)的组合来改变相的配置。
图6展示了能够实现双系统绕组的集中绕法的组合。EPS用马达100可以使用的极数根据逆变器31、32的PWM的频率和马达100的最高转速来加以决定,但通常而言,最大极数考虑16极左右。由此,作为齿的数量(槽数),可以在18个的范围内进行选择。此外,在图6中,能够实现双系统绕组的组合是以6的整数倍来决定齿的数量。本实施方式提供一种即便在仅利用双系统绕组单元中的其中一个单元进行驱动的情况下也能将转矩脉动抑制得较小的绕组连接结构,该例子示于图9~17。再者,将转矩脉动比较容易增大的构成作为比较例而示于图8。
图7展示了在图6所示的组合中以8极12槽构成的马达100的定子绕组的配置。齿的数量是与槽数相同的12。由于8极12槽构成为2对3系列的绕组,因此,每一齿的相位差以电角度计为120度。因此,作为三相绕组,U相、V相、W相重复4次,同相绕组为4个,因此,在构成双系统绕组的情况下,由2个绕组构成1个相。如图7所示,绕装在各齿上的集中的相绕组以逆时针旋转的方式按照U1相、V1相、W1相、U2相、V2相、W2相、U3相、V3相、W3相、U4相、V4相、W4相的顺序配置。
图8为表示8极12槽的情况的比较例的图,表示将双系统绕组(第1绕组单元51和第2绕组单元52)分开配置在马达100的左右的情况。图8(a)表示第1绕组单元51情况下的Δ形接线(左侧)和绕组的配置(右侧)。图8(b)表示关于第2绕组单元52的同样的图。
在利用2个逆变器31、32使得双系统绕组单元51、52中流通同一电流而运转的情况下,不论双系统绕组如何连接,流通的电流值都相同,马达特性无变化。
但是,在仅靠单侧逆变器而只对单侧绕组单元进行驱动时,在图8所示的构成的情况下,马达100的磁路会偏向单侧而使得磁通密度发生变动,因此,在第1绕组单元51与第2绕组单元52的交界部,磁场的变动不同于中心部分。因此,如图8所示,在将2个绕组单元51、52分开配置在左右的情况下,会发生磁不平衡,结果,转矩脉动会发生劣化。
如以下所说明那样,本实施方式的特征在于,一方的第1绕组单元51的三相绕组相对于另一方的第2绕组单元52而言具有对称性。通过设为这种绕组配置,即便在单侧通电的情况下转矩脉动也较小。因此,第1绕组单元51的三相绕组以机械角度120度的相位差构成。此外,构成第2绕组单元52的三相绕组相对于第1绕组单元51而言设为机械角度60度的相位差。结果,各绕组单元间的对称性得以保持。下面,对具体的相绕组的配置进行说明。
图9为表示8极12槽构成的情况下的第1绕组单元51及第2绕组单元52的绕组配置和Δ形接线的图。再者,虽然省略了说明,但组合是4对3系列的16极12槽构成的情况也是与图9所示的情况相同的绕组配置,因此获得与图9的8极12槽构成的情况同样的效果。
第1绕组单元51由6个相绕组即U2相绕组、U3相绕组、V3相绕组、V4相绕组、W1相绕组及W4相绕组构成。供这些相绕组绕装的6个齿即T4、T7、T8、T11、T3、T12被分为包含邻接的2个齿的3个齿组TG1、TG2、TG3。根据图9(a)也所知,齿组TG1、TG2、TG3是以机械角度120度间距设置的。在第1绕组单元51的Δ形接线中,U2相绕组和W1相绕组排列配置在顶点,W4相绕组和V4相绕组排列配置在右侧。此外,U3相绕组和V3相绕组排列配置在左侧。分别将同相绕组串联并捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
此外,构成第2绕组单元52的U1相绕组、U4相绕组、V1相绕组、V2相绕组、W2相绕组及W3相绕组绕装在剩下的齿T1、T10、T2、T5、T6、T9上。这些齿也形成了由邻接的2个齿构成的其他齿组TG4、TG5、TG6。这些齿组TG4、TG5、TG6也是以机械角度120度间距设置。即,第2绕组单元52的相绕组相对于第1绕组单元51的相绕组而言是以机械角度60度的相位配置的。
在图9所示的绕组配置中,在第1绕组单元51及第2绕组单元52中均为有周期性的绕组布局。如此,由于不管在哪一绕组单元中都能形成有周期性的绕组布局,所以即便在成为仅对单侧绕组单元通电的驱动状态的情况下,也能减小转矩脉动的产生。
图10为表示10极12槽构成的情况下的绕组配置的图。再者,在14极12槽构成的情况下,定子侧的绕组配置也与10极12槽构成的情况相同。齿的数量是与槽数相同的12。从齿T1到齿T12,以逆时针旋转的方式按照U1相绕组、u2相绕组、v1相绕组、V2相绕组、W1相绕组、w2相绕组、u3相绕组、U4相绕组、V3相绕组、v4相绕组、w3相绕组、W4相绕组的顺序配置。再者,u2、v1、w2、u3、v4、w3的相绕组使用的是卷绕方向与U1、V2、W1、U4、V3、W4的相绕组相反的集中绕组。
图11为表示10极12槽构成的情况下的第1绕组单元51及第2绕组单元52的构成和Δ形接线的图。在图11(a)所示的第1绕组单元51中,在齿组TG1的齿T3、T4上绕装v1相绕组、V2相绕组,在齿组TG2的齿T7、T8上绕装u3相绕组、U4相绕组,在齿组TG3的齿T11、T12上绕装w3相绕组、W4相绕组。在Δ形接线时,以v1-V2、u3-U4、w3-W4的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
另一方面,在图11(b)所示的第2绕组单元52中,在齿组TG4的齿T9、T10上绕装V3相绕组、v4相绕组,在齿组TG5的齿T1、T2上绕装U1相绕组、u2相绕组,在齿组TG6的齿T5、T6上绕装W1相绕组、w2相绕组。在Δ形接线时,以U1-u2、V3-v4、W1-w2的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
图12为表示12极18槽构成的情况下的绕组配置的图。再者,在24极18槽构成的情况下,定子侧的绕组配置也与12极18槽构成的情况相同。齿的数量是与槽数相同的18。从齿T1到齿T18,以逆时针旋转的方式按照U1相绕组、V1相绕组、W1相绕组、U2相绕组、V2相绕组、W2相绕组、U3相绕组、V3相绕组、W3相绕组、U4相绕组、V4相绕组、W4相绕组、U5相绕组、V5相绕组、W5相绕组、U6相绕组、V6相绕组、W6相绕组的顺序配置。
图13为表示12极18槽构成的情况下的第1绕组单元51及第2绕组单元52的构成和Δ形接线的图。在图13(a)所示的第1绕组单元51中,在齿组TG1的齿T4、T5、T6上绕装U2相绕组、V2相绕组、W2相绕组,在齿组TG2的齿T10、T11、T12上绕装U4相绕组、V4相绕组、W4相绕组,在齿组TG3的齿T16、T17、T18上绕装U6相绕组、V6相绕组、W6相绕组。在Δ形接线时,以V2-V6-V4、W2-W6-W4以及U2-U6-U4的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
另一方面,在图13(b)所示的第2绕组单元52中,在齿组TG4的齿T13、T14、T15上绕装U5相绕组、V5相绕组、W5相绕组,在齿组TG5的齿T1、T2、T3上绕装U1相绕组、V1相绕组、W1相绕组,在齿组TG6的齿T7、T8、T9上绕装U3相绕组、V3相绕组、W3相绕组。在Δ形接线时,以U1-U5-U3、V1-V5-V3以及W1-W5-W3的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。如此,在齿的数量为18的情况下,一个齿组包含3个齿,在Δ形接线中串联3个绕组作为同相绕组。
图14为表示14极18槽构成的情况下的绕组配置的图。齿的数量是与槽数相同的18。从齿T1到齿T18,以逆时针旋转的方式按照U1相绕组、V1相绕组、W1相绕组、w2相绕组、u2相绕组、v2相绕组、V3相绕组、W3相绕组、U3相绕组、u4相绕组、v4相绕组、w4相绕组、W5相绕组、U5相绕组、V5相绕组、v6相绕组、w6相绕组、u6相绕组的顺序配置。
图15为表示14极18槽构成的情况下的第1绕组单元51及第2绕组单元52的构成和Δ形接线的图。在图15(a)所示的第1绕组单元51中,在齿组TG1的齿T4、T5、T6上绕装w2相绕组、u2相绕组、v2相绕组,在齿组TG2的齿T10、T11、T12上绕装u4相绕组、v4相绕组、w4相绕组,在齿组TG3的齿T16、T17、T18上绕装v6相绕组、w6相绕组、u6相绕组。Δ形接线时,以v2-v6-v4、w2-w6-w4以及u2-u6-u4的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
另一方面,在图15(b)所示的第2绕组单元52中,在齿组TG4的齿T13、T14、T15上绕装W5相绕组、U5相绕组、V5相绕组,在齿组TG5的齿T1、T2、T3上绕装U1相绕组、V1相绕组、W1相绕组,在齿组TG6的齿T7、T8、T9上绕装V3相绕组、W3相绕组、U3相绕组。在Δ形接线时,以U1-U5-U3、V1-V5-V3以及W1-W5-W3的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
图16为表示16极18槽构成的情况下的绕组配置的图。齿的数量是与槽数相同的18。从齿T1到齿T18,以逆时针旋转的方式按照u1相绕组、U2相绕组、u3相绕组、v1相绕组、V2相绕组、v3相绕组、w1相绕组、W2相绕组、w3相绕组、u4相绕组、U5相绕组、u6相绕组、v4相绕组、V5相绕组、v6相绕组、w4相绕组、W5相绕组、w6相绕组的顺序配置。
图17为表示16极18槽构成的情况下的第1绕组单元51及第2绕组单元52的构成和Δ形接线的图。在图17(a)所示的第1绕组单元51中,在齿组TG1的齿T4、T5、T6上绕装v1相绕组、V2相绕组、v3相绕组,在齿组TG2的齿T10、T11、T12上绕装u4相绕组、U5相绕组、u6相绕组,在齿组TG3的齿T16、T17、T18上绕装w4相绕组、W5相绕组、w6相绕组。在Δ形接线时,以u4-U5-u6、v1-V2-v3以及w4-W5-w6的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
另一方面,在图17(b)所示的第2绕组单元52中,在齿组TG4的齿T13、T14、T15上绕装v4相绕组、V5相绕组、v6相绕组,在齿组TG5的齿T1、T2、T3上绕装u1相绕组、U2相绕组、u3相绕组,在齿组TG6的齿T7、T8、T9上绕装w1相绕组、W2相绕组、w3相绕组。在Δ形接线时,以u1-U2-u3、v4-V5-v6以及w1-W2-w3的方式将同相绕组串联并将它们捆扎为三相,由此形成Δ形接线。
如上所述,旋转电机即马达100具备定子线圈5,所述定子线圈5由分别配置在N为≥2的整数的6N个所述齿上的集中式的绕组构成,其中,定子线圈5具有分别由3N个绕组构成的独立的第1绕组单元51及第2绕组单元52,构成第1绕组单元51的3N个绕组被配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度间距设置的3个齿组TG1、TG2、TG3上,构成第2绕组单元52的3N个绕组配置在6N个齿之中未包含在所述3个齿组TG1、TG2、TG3内的齿上。即,构成第2绕组单元52的3N个绕组被配置在以机械角度120度间距设置的3个齿组TG4、TG5、TG6上。
如此,在本实施方式中,马达100的2个绕组单元51、52被配置为磁平衡较佳。因此,在像图4所示那样利用逆变器31、32来独立地驱动绕组单元51、52的构成中,即便在逆变器31、32中的一方发生故障而成为单侧通电的情况下,也能减小转矩脉动。再者,通过在2个绕组单元51、52靠近的部分设置空间或者配置绝缘物,可以防止单元间的短路,因此能够降低马达100的故障率。此外,同相绕组的跨接线也一样,通过对经过其他相绕组的上部的绕组配置绝缘胶带或绝缘管,可以构成可靠性更高的马达100。再者,上述图9~17都是利用Δ形接线来进行的说明,但在Y形接线的情况下,转矩脉动的降低效果也完全相同。
第2实施方式
图5为表示图4所示的旋转电机系统的另一实施方式的图。在图5所示的旋转电机系统中,设置有可以切断逆变器31与第1绕组单元51的电连接的开关34、可以切断逆变器32与第2绕组单元52的电连接的开关35、以及可以将第1绕组单元51与第2绕组单元52电连接的开关36。这些开关34~36的开闭控制由控制单元33进行。
在正常控制时,开关34、35设为闭合状态(连接状态),开关36设为开放状态(切断状态)。即,与图4的情况一样,第1绕组单元51由逆变器31驱动,并且第2绕组单元52由逆变器32驱动,2个绕组单元51、52以在电性上独立的方式加以驱动。在该情况下,由于第1绕组单元51和第2绕组单元52统一了串并联的绕组的数量及匝数以成为完全相同的特性,因此,在以相同电流驱动第1绕组单元51和第2绕组单元52的情况下所产生的转矩是一样的。
但是,在第1绕组单元51的感应电压与第2绕组单元52的感应电压之间有相位差的情况下,会产生转矩脉动的相位差,因此,也存在可以通过相位差来减小转矩脉动的情况。通常,三相马达的转矩脉动以电角度计为60度的相位,因此,当感应电压在电性上存在30度左右的相位差时,可以消除由2个绕组单元产生的转矩脉动。
另一方面,在其中一个逆变器例如逆变器31发生故障的情况下,断开逆变器31,并且将开关36切换为闭合状态(连接状态),第1绕组单元51与第2绕组单元52成为并联状态。结果,由一个逆变器32驱动第1绕组单元51和第2绕组单元52,在从逆变器32输出与正常情况相同的电力的情况下,马达100以正常运转的情况下的一半的转矩加以驱动。当然,只要要求转矩所需要的电力在逆变器32的输出容许范围内,便会以满足要求转矩的方式输出电力。
在第1实施方式中说明过的图4所示那样的构成的情况下,在逆变器31发生故障时,必须仅靠单侧的第2绕组单元52来驱动马达100,例如在绕组单元51、52的线圈配置为图8所示那样的构成的情况下,存在转矩脉动增大的问题。但是,通过像本实施方式这样将开关36设为连接状态而从逆变器32对第1绕组单元51及第2绕组单元52两方进行电流供给,可以将均匀的电流流至整个绕组。结果,即便在图8那样的线圈配置的情况下,也能防止转矩脉动增大。
当然,在像第1实施方式中记载的那样绕组采用配置为磁平衡优异的绕组单元51、52的情况下,也能运用图5所示那样的旋转电机系统。在该情况下,在单侧逆变器发生故障时,在图4的构成的情况下,仅单侧的绕组单元通电,从而偏向单侧而产生热,而在图5的构成的情况下,一半的电流以平衡较佳的方式流至两绕组单元51、52,因此发热量为1/2,热平衡和效率都较佳。
再者,在从逆变器32对2个绕组单元51、52进行电流供给的情况下,在第1绕组单元51和第2绕组单元52中,优选为以同相绕组不产生电性相位差的方式构成各相绕组。在上述的图9~图17所示的绕组单元51、52中,是设为使同相绕组不具有电性相位差这样的构成。
上文中,对各种实施方式及变形例进行了说明,但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内思索的其他形态也包含在本发明的范围内。
符号说明
3 磁极传感器
4 定子铁心
5 定子线圈
31、32 逆变器
33 控制单元
34、35、36 开关
51 第1绕组单元
52 第2绕组单元
T1~T18 齿
100 马达
101 转子
200 驱动部
TG1~TG6 齿组。

Claims (5)

1.一种旋转电机,其特征在于,具备:
定子铁心,其具有N为≥2的整数的6N个齿;以及
定子绕组,其由分别配置在6N个所述齿上的集中式的绕组构成,
所述定子绕组具有分别由3N个所述绕组构成的独立的第1三相绕组及第2三相绕组,
构成所述第1三相绕组的3N个所述绕组被配置在分别包含邻接的N个齿且以机械角度120度间距设置的3个齿组上,
构成所述第2三相绕组的3N个所述绕组被配置在所述6N个齿之中未包含在所述3个齿组内的齿上。
2.根据权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,
旋转电机的构成为8极12槽构成、16极12槽构成、10极12槽构成、14极12槽构成、12极18槽构成、14极18槽构成以及16极18槽构成中的任一种。
3.一种旋转电机系统,其特征在于,具备:
根据权利要求1或2所述的旋转电机;
第1逆变器,其与所述第1三相绕组连接;以及
第2逆变器,其与所述第2三相绕组连接。
4.根据权利要求3所述的旋转电机系统,其特征在于,具备:
第1开闭开关,其进行所述第1三相绕组与所述第1逆变器的连接及切断;
第2开闭开关,其进行所述第2三相绕组与所述第2逆变器的连接及切断;
第3开闭开关,其设置在连接所述第1开闭开关与所述第1三相绕组的第1连接线以及连接所述第2开闭开关与所述第2三相绕组的第2连接线之间,该第3开闭开关进行所述第1连接线与所述第2连接线的连接及切断;以及
控制部,在所述第1逆变器及第2逆变器正常的情况下,该控制部使所述第1开闭开关及第2开闭开关进行连接动作,并且使所述第3开闭开关进行切断动作,在所述第1逆变器及第2逆变器中的任一方异常的情况下,该控制部使与异常的逆变器连接在一起的开闭开关进行切断动作,并且使所述第3开闭开关进行连接动作。
5.根据权利要求4所述的旋转电机系统,其特征在于,
所述第1三相绕组及所述第2三相绕组在同相绕组中不产生电性相位差。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110350743A (zh) * 2019-08-08 2019-10-18 深圳南方德尔汽车电子有限公司 一种双定子电机的汇流盘及其双定子电机
CN111224490A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 陈丰田 马达装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9800193B2 (en) * 2013-03-15 2017-10-24 Hengchun Mao Dynamically reconfigurable motors and generators and systems
JPWO2017115411A1 (ja) * 2015-12-28 2018-03-22 三菱電機株式会社 ステアバイワイヤ方式の電動パワーステアリング装置およびその制御方法
WO2018173424A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 日本電産株式会社 電力変換装置、モータ駆動ユニットおよび電動パワーステアリング装置
US10998841B2 (en) * 2017-03-24 2021-05-04 Nidec Corporation Power conversion device, motor drive unit, and electric power steering device
US10707741B2 (en) * 2017-07-18 2020-07-07 Polaris Industries Inc. Voltage generator and a method of making a voltage generator
WO2019069918A1 (ja) * 2017-10-06 2019-04-11 日本電産株式会社 モータおよび電動パワーステアリング装置
JP2021036735A (ja) * 2017-12-14 2021-03-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ
JP2020068570A (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 株式会社マキタ 電動作業機
EP3859954A1 (de) * 2020-01-30 2021-08-04 Maxon International AG Funktionssicherer bürstenloser dc-elektromotor
JP7486613B2 (ja) 2021-01-12 2024-05-17 三菱電機株式会社 ステータ、モータ、圧縮機および冷凍サイクル装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003032975A (ja) * 2001-07-19 2003-01-31 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石形モータの組込着磁方法
CN1592046A (zh) * 2003-08-25 2005-03-09 有限公司福倍思 电动机及使用该电动机的转向系统
CN101179248A (zh) * 2006-11-10 2008-05-14 马龙汽车株式会社 电动机驱动装置及驱动方法
CN102035329A (zh) * 2009-10-02 2011-04-27 阿斯莫有限公司 电动机
CN104170242A (zh) * 2013-03-15 2014-11-26 日本精工株式会社 马达控制装置、使用该马达控制装置的电动动力转向装置以及车辆
WO2015141796A1 (ja) * 2014-03-20 2015-09-24 日本精工株式会社 電動機、電動パワーステアリング装置および車両

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09275699A (ja) * 1996-04-04 1997-10-21 Hitachi Ltd 可変速電源装置
JP3910414B2 (ja) * 2001-11-15 2007-04-25 株式会社豊田中央研究所 モータ駆動制御装置およびその方法
JP2010011688A (ja) 2008-06-30 2010-01-14 Hitachi Ltd 回転電機駆動制御装置
JP5431886B2 (ja) * 2009-11-26 2014-03-05 アスモ株式会社 モータ
EP3109972B1 (en) * 2014-02-17 2018-12-05 Mitsubishi Electric Corporation Permanent magnet motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003032975A (ja) * 2001-07-19 2003-01-31 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石形モータの組込着磁方法
CN1592046A (zh) * 2003-08-25 2005-03-09 有限公司福倍思 电动机及使用该电动机的转向系统
CN101179248A (zh) * 2006-11-10 2008-05-14 马龙汽车株式会社 电动机驱动装置及驱动方法
CN102035329A (zh) * 2009-10-02 2011-04-27 阿斯莫有限公司 电动机
CN104170242A (zh) * 2013-03-15 2014-11-26 日本精工株式会社 马达控制装置、使用该马达控制装置的电动动力转向装置以及车辆
WO2015141796A1 (ja) * 2014-03-20 2015-09-24 日本精工株式会社 電動機、電動パワーステアリング装置および車両

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111224490A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 陈丰田 马达装置
CN110350743A (zh) * 2019-08-08 2019-10-18 深圳南方德尔汽车电子有限公司 一种双定子电机的汇流盘及其双定子电机

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