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QUERBEZUG AUF EINE ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-256977 , eingereicht am 25. November 2011, und beansprucht die Priorität dieser früheren Anmeldung, deren Beschreibung hier durch Bezugnahme eingeführt wird.
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HINTERGRUND
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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motoreinrichtung, welche einen Reluktanzmotor und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebes des Reluktanzmotors enthält.
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[Zugehöriger Stand der Technik]
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12A zeigt einen bekannten dreiphasigen Reluktanzmotor mit Wicklung über die volle Teilung (auf das
japanische Patent Nr. 3157162 sei Bezug genommen). Ein dreiphasiger Reluktanzmotor
100 mit Wicklung über die volle Teilung erzeugt ein Drehmoment durch Ausnützung der gegenseitigen Induktivität bei Zufuhr von Strom zu zwei der drei Phasenwicklungen.
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Im Falle einer Wicklung über die volle Teilung wird jedoch induktive Spannung in der Wicklung jeder Phase erzeugt, da die magnetischen Flüsse, die bei Stromzufuhr erzeugt werden, sich mit den Wicklungen sämtlicher Phasen verketten, was die Steuerung kompliziert macht.
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Insbesondere im Bereich hoher Drehzahlen wird, da die induktive Spannung größer wird, die Stromsteuerung aufgrund des Einflusses der gegenseitigen Induktivität kompliziert. Aus diesem Grunde wird die Erzeugung eines geeigneten Drehmomentes schwierig.
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Beispielsweise dann, wenn man gemäß der Steuerung, wie sie in dem
japanischen Patent Nr. 3157162 gemäß
12B offenbart ist, von einem Zustand, bei welchem Strom zu einer A-Phasenwicklung und einer C-Phasenwicklung zugeführt wird, zu einem Zustand wechselt, bei welchem Strom zu der A-Phasenwicklung und einer B-Phasenwicklung geführt wird, beginnen die Abnahme des Stromes, der der C-Phasenwicklung zugeführt wird, und die Zunahme des Stromes, der der B-Phasenwicklung zugeführt wird, gleichzeitig.
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In diesem Falle wirken nach der Änderung die magnetischen Flüsse, welche durch den Strom in den Windungen der A-Phase und der B-Phase erzeugt werden, in einer vorbestimmten Richtung im Sinne eines Verhinderns der Abnahme des Stromes der C-Phasenwicklung. Aus diesem Grunde verbleiben Stromkomponenten, welche nicht zu dem Drehmoment beitragen, in der C-Phasenwicklung und vermindern dadurch das Drehmoment. Demzufolge kann ein gewünschtes Drehmoment nicht erreicht werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine Motoreinrichtung geschaffen, welche den Einfluss der gegenseitigen Induktivität in einem Dreiphasen-Reluktanzmotor mit einer Wicklung über die volle Teilung vermindert.
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Gemäß einem Aspekt der Ausführungsform enthält eine Motoreinrichtung einen Reluktanzmotor der Bauart mit Wicklung über die volle Teilung, wobei der Motor drei Phasenwicklungen als Wicklungen über die volle Teilung sowie eine Steuereinrichtung enthält, welche die Zufuhr von Strom zu jeder Wicklung der drei Phasen steuert. Wenn ein Wechsel von einem Zustand, bei welchem Strom zu einer ersten Phasenwicklung und einer zweiten Phasenwicklung geführt wird, zu einem Zustand erfolgt, bei welchem Strom zu einer dritten Phasenwicklung und der ersten Phasenwicklung geführt wird, dann verschiebt die Steuereinrichtung die Zeit, zu der der Strom der zweiten Wicklung abzunehmen beginnt und die Zeit, zu der der Strom der dritten Phasenwicklung zuzunehmen beginnt, relativ zueinander.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht, welche den Aufbau einer Motoreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
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2A eine schematische Ansicht, welche den Aufbau eines Reluktanzmotors mit Wicklung über die volle Teilung gemäß der ersten Ausführungsform wiedergibt;
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2B ein Schaltbild einer Treiberschaltung entsprechend der ersten Ausführungsform;
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3 ein Zeitdiagramm, welches die Stromführungsmuster der Phasenwicklungen im Vergleich mit dem herkömmlichen Stand der Technik gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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4 ein Zeitdiagramm, welches die Stromführungsmuster und die Strom-Wellenformen der Phasenwicklungen gemäß der ersten Ausführungsform wiedergibt;
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5A ein Stromführungsmuster und eine Strom-Wellenform einer A-Phasenwicklung gemäß der ersten Ausführungsform;
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5B ein Stromführungsmuster und eine Strom-Wellenform einer B-Phasenwicklung gemäß der ersten Ausführungsform;
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5C ein Stromführungsmuster und eine Strom-Wellenform einer C-Phasenwicklung gemäß der ersten Ausführungsform;
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6A ein Stromführungsmuster und eine Strom-Wellenform einer A-Phasenwicklung gemäß dem Stande der Technik;
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6B ein Stromführungsmuster und eine Strom-Wellenform einer B-Phasenwicklung gemäß dem Stande der Technik;
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6C ein Stromführungsmuster und eine Strom-Wellenform einer C-Phasenwicklung gemäß dem Stande der Technik;
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7 ein Diagramm zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Anzahl von Umdrehungen und dem Ausgangsmoment eines Motors im Vergleich zum Stande der Technik gemäß der ersten Ausführungsform;
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8 ein Zeitdiagramm, welches Stromführungsmuster von Phasenwicklungen im Vergleich zum Stande der Technik gemäß einem Vergleichsbeispiel wiedergibt;
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9 ein Zeitdiagramm, welches Stromführungsmuster der Phasenwicklungen im Vergleich zum Stande der Technik gemäß einer zweiten Ausführungsform wiedergibt;
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10 ein Zeitdiagramm, welches Stromführungsmuster der Phasenwicklungen im Vergleich zum Stande der Technik gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
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11A ein Schaltbild einer Treiberschaltung einer Modifikation;
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11B ein Schaltbild einer Treiberschaltung gemäß einer Modifikation;
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12A eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Reluktanzmotors mit Wicklung über die volle Teilung gemäß dem Stande der Technik; und
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12B ein Diagramm zur Erläuterung der Stromführungsordnung der Phasenwicklungen gemäß dem Stande der Technik.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen werden nachfolgend einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Aufbau der ersten Ausführungsform:
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Eine Motoreinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Die Motoreinrichtung 1 enthält einen Reluktanzmotor mit Wicklung über die volle Teilung (nachfolgend als „Motor 2” bezeichnet) und eine Steuereinrichtung 3. Der Motor 2 besitzt drei Phasenwicklungen, welche als Wicklungen über die volle Teilung (ungesehnte Wicklungen) ausgeführt sind. Die Steuereinrichtung 3 führt die Steuerung zur Zufuhr von Strom zu jeder Wicklung der drei Phasen durch.
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Der Motor 2 ist ein bekannter geschalteter Reluktanzmotor und enthält einen Motorkörper 4 und eine Treiberschaltung 5, welche mit dem Motorkörper 4 verbunden ist.
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Der Motorkörper 4 besitzt einen Rotor 8, welcher drehbar gelagert ist, sowie einen Stator 9, der auf der äußeren Umfangsseite des Motors 8 so angeordnet ist, dass er den Rotor 8 umgibt.
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Der Stator 9 besitzt einen Statorkern 10, welcher unter Verwendung laminierter magnetischer Stahlbleche zylindrisch geformt ist, sowie wie drei Phasenwicklungen, welche als Wicklung über die volle Teilung auf den Statorkern 10 gewickelt sind. Die Wicklungen oder Spulen sind mit der Treiberschaltung 5 verbunden.
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Der Statorkern 10 enthält Statorzähne (ausgeprägte Statorpole) 12 sowie ein rückwärtiges Joch 13. Die Statorzähne 12 sind in regelmäßigen Abständen innerhalb eines elektrischen Winkels von 360° angeordnet. Die Anzahl von Statorzähnen 12 erhält man durch die Rechnung 6 × m (m ist eine ganze Zahl, welche 1 oder größer als 1 ist). Das rückwärtige Joch 13 verbindet die Statorzähne 12 magnetisch.
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Der Rotor 8 ist aus einem Rotorkern 15 gebildet, welcher unter Verwendung laminierter magnetischer Stahlbleche zylindrisch geformt ist. Der Rotorkern 15 ist mit Rotorzähnen (ausgeprägte Rotorpole) ausgestattet, welche in regelmäßigen Abständen innerhalb eines elektrischen Winkels von 360° angeordnet sind. Die Anzahl der Rotorzähne 16 erhält man durch die Rechnung 2 × n (n ist eine ganze Zahl von 1 oder darüber).
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Es sei bemerkt, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl der Statorzähne 12 sechs beträgt und die Anzahl der Rotorzähne 16 vier beträgt.
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Der Statorkern 10 und der Rotorkern 15 sind koaxial zueinander angeordnet. Die Statorzähne 12 und die Rotorzähne 16 sind in Radialrichtung so angeordnet, dass sie einander über einen Luftspalt dazwischen gegenüberstehen.
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Die drei Phasenwicklungen (A-Phasenwicklung A, B-Phasenwicklung B, C-Phasenwicklung C) sind in Nuten 18 angeordnet, die zwischen den benachbarten Statorzähnen 12 gebildet sind, wobei ein konzentriertes Wickeln über die volle Teilung zur Anwendung kommt.
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Im Einzelnen erfolgt das konzentrierte Wickeln der A-Phasenwicklung A, der B-Phasenwicklung B und der C-Phasenwicklung C in den zwei Nuten 18, welche einander mit einem mechanischen Winkel von 180° in der Drehrichtung gegenüberstehen. Jede der Phasenwicklungen A bis C wird in der positiven Richtung und in eine der beiden Nuten 18 gewickelt und wird in der negativen Richtung und in die anderen der beiden Nuten 18 gewickelt. Die zwei Nuten 18 stehen einander mit 180° gegenüber.
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Die Phasenwicklungen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, sind so gewickelt, dass die Wicklungsrichtungen der Wicklungen sich in der Serie umkehren. In einem Zustand, in welchem Strom zu den benachbarten zwei Phasenwicklungen geführt wird, fließt der Strom durch die zwei Phasenwicklungen in entgegengesetzten Richtungen.
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Die Treiberschaltung 5 ist an eine Leistungsquelle 20 angeschlossen. Die Treiberschaltung 5 liefert elektrische Leistung an die Phasenwicklungen A bis C zum Speisen der Phasenwicklungen A bis C. Die Treiberschaltung 5 wird durch die Steuereinrichtung 3 gesteuert. Die Treiberschaltung 5 der vorliegenden Ausführungsform dient zum Betrieb in einem allgemein geschalteten Reluktanzmotor und wird als eine asymmetrische H-Brückenschaltung bezeichnet (siehe 2B).
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Die Steuereinrichtung 3 steuert die EIN/AUS-Schaltungen der Schalter in der Treiberschaltung 5 abhängig von Informationen, welche von dem Kodierer 21 empfangen werden, welcher einen Drehwinkel des Motorkörpers 4 bestimmt, wodurch Strom mit einem vorbestimmten Stromführungsmuster zu jeder der Phasenwicklungen A bis C geführt wird.
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Das bedeutet, dass dann, wenn ein geschalteter Dreiphasen-Reluktanzmotor verwendet wird, die Steuereinrichtung 3 die Steuerung so durchführt, dass Strom zu den zwei Phasenwicklungen geführt wird. Wenn beispielsweise der Rotorkern 15 sich in einer in 2A gezeigten Stellung befindet, dann befinden sich die A-Phasenwicklung A und die C-Phasenwicklung C in Strom führenden Zuständen. Danach wird Strom zu der B-Phasenwicklung B und der A-Phasenwicklung A geführt. Diese Vorgänge wiederholen sich in der Drehrichtung, wodurch der Rotor 8 in Umdrehung versetzt wird.
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(Merkmale der ersten Ausführungsform)
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Wenn eine Phasenwicklung als eine erste Phasenwicklung definiert wird, dann werden die Phasenwicklungen, welche in Drehrichtung zueinander benachbart sind, als eine zweite Phasenwicklung und eine dritte Phasenwicklung in der Reihenfolge definiert.
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Wenn beispielsweise bei der vorliegenden Ausführungsform eine Änderung von einem Zustand, bei welchem Strom zu der A-Phasenwicklung A (erste Phasenwicklung) und zu der C-Phasenwicklung C (zweite Phasenwicklung) geführt wird, zu einem Zustand erfolgt, bei welchem Strom zu der B-Phasenwicklung B (dritte Phasenwicklung) und der A-Phasenwicklung A (erste Phasenwicklung) geführt wird, dann führt die Steuereinrichtung 3 die Stromzuführungssteuerung so durch, dass der Zeitpunkt, zu welchem der Strom der C-Phasenwicklung C (zweite Phasenwicklung) abzunehmen beginnt und der Zeitpunkt, wenn der Strom der B-Phasenwicklung B (dritte Phasenwicklung) zuzunehmen beginnt, relativ zueinander verschoben werden.
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Wenn in entsprechender Weise eine Änderung von einem Zustand, bei welchem Strom zu der B-Phasenwicklung B (erste Phasenwicklung) und der A-Phasenwicklung A (zweite Phasenwicklung) zu einem Zustand erfolgt, bei welchem Strom zu der C-Phasenwicklung C (dritte Phasenwicklung) und der B-Phasenwicklung B (erste Phasenwicklung) geführt wird, dann werden der Zeitpunkt, zu welchem der Strom der A-Phasenwicklung A (zweite Phasenwicklung) abzunehmen beginnt und der Zeitpunkt, zu welchem der Strom der C-Phasenwicklung C (dritte Phasenwicklung) zuzunehmen beginnt, relativ zueinander verschoben.
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Die Position, bei welcher die Statorzähne 12a zwischen der A-Phasenwicklung A und der C-Phasenwicklung C die Rotorzähne 16 zu überlappen beginnen, wird als ein elektrischer Winkel von 0° definiert.
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Gemäß dem Stande der Technik erfolgt, wie in 3 gezeigt ist, bei einem elektrischen Winkel von 120°, bei welchem die Rotorzähne 16 mit der Überlappung der Rotorzähne 12b zwischen der B-Phasenwicklung B und der A-Phasenwicklung A beginnen die Ausschaltung des Stromführens der C-Phasenwicklung C und die Einschaltung der Stromführung der B-Phasenwicklung B gleichzeitig.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch wird die Phase, bei welcher die Stromführung der C-Phasenwicklung C abgeschaltet wird, vorgeschoben, so dass die Abnahme des Stromes der C-Phasenwicklung C vor dem elektrischen Winkel von 120° beginnt. Dann wird die Stromführung der B-Phasenwicklung B bei einem elektrischen Winkel von 120° eingeschaltet.
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In entsprechender Weise werden nach dem elektrischen Winkel von 120° der Zeitpunkt, zu welchem die Abnahme des Stromes der Phasenwicklungen A bis C beginnt und der Zeitpunkt, zu welchem die Zunahme des Stromes der Phasenwicklungen A bis C beginnt, relativ zueinander verschoben.
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Es sei bemerkt, dass, wie in 4 gezeigt, die Phase, bei welcher die Stromführung der C-Phasenwicklung C abgeschaltet wird, so eingestellt ist, dass dann, wenn die Stromführung der C-Phasenwicklung C abgeschaltet wird, der Strom Ic, welcher durch die C-Phasenwicklung C fließt, abzunehmen beginnt, und wenn der Strom um einen vorbestimmten Betrag relativ zu einem Scheitelwert abgenommen hat, die Stromführung der B-Phasenwicklung B an einer Position des elektrischen Winkels von 120° eingeschaltet werden kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden beispielsweise, wenn der Strom Ic um etwa 30% des Scheitelwertes abgenommen hat, der Zeitpunkt der Ausschaltung der Stromführung der C-Phasenwicklung C und der Zeitpunkt der Einschaltung der Stromführung der B-Phasenwicklung B relativ zueinander so verschoben, dass die Stromführung der B-Phasenwicklung B eingeschaltet wird.
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(Vorteile der ersten Ausführungsform)
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Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform der Wechsel von einem Zustand, bei welchem Strom zu der ersten Phasenwicklung und der zweiten Phasenwicklung geführt wird, zu dem Zustand erfolgt, bei welchem Strom zu der dritten Phasenwicklung und der ersten Phasenwicklung geführt wird, dann sind der Zeitpunkt der Ausschaltung der Stromführung der zweiten Phasenwicklung und der Zeitpunkt der Einschaltung der Stromführung der dritten Phasenwicklung relativ zueinander verschoben.
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Das bedeutet beispielsweise, wie in den 5A bis 5C gezeigt, dass dann, wenn der Übergang von einem Zustand, in welchem Strom zu der A-Phasenwicklung A und der C-Phasenwicklung C zugeführt wird, zu dem Zustand erfolgt, bei welchem Strom zu der B-Phasenwicklung B und der A-Phasenwicklung A geführt wird, der Zeitpunkt der Ausschaltung der Stromführung der C-Phasenwicklung C und der Zeitpunkt der Einschaltung der Stromführung der B-Phasenwicklung B relativ zueinander so verschoben sind, dass die Stromführung der B-Phasenwicklung B eingeschaltet wird, nachdem die Stromführung der C-Phasenwicklung C ausgeschaltet wird (die Abnahme des Stromes beginnt) und dann der Strom Ic der C-Phasenwicklung C um einen vorbestimmten Betrag abnimmt.
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Wenn beispielsweise im Stande der Technik, wie dies in den 6A bis 6C gezeigt ist, eine Änderung von einem Zustand, in welchem Strom zu der A-Phasenwicklung A und der C-Phasenwicklung C geführt wird, in einen Zustand erfolgt, bei dem Strom zu der B-Phasenwicklung B und der A-Phasenwicklung A geführt wird, dann ist der Zeitpunkt des Ausschaltens der Stromführung der C-Phasenwicklung C und der Zeitpunkt der Einschaltung der Stromführung der B-Phasenwicklung B derselbe.
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In diesem Falle bleiben selbst nach Abschaltung der Stromführung der C-Phasenwicklung C Stromkomponenten, welche nicht zu dem Drehmoment beitragen, in der C-Phasenwicklung C aufgrund des Einflusses der gegenseitigen Induktivität. Demzufolge wird das Drehmoment vermindert.
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Im Gegensatz hierzu können gemäß der vorliegenden Erfindung, wie dies in den 5A bis 5C gezeigt ist, nach der Abschaltung der Stromführung der C-Phasenwicklung C Stromkomponenten, welche durch die C-Phasenwicklung C fließen und nicht zu dem Drehmoment beitragen, vermindert werden. Demzufolge kann verhindert werden, dass das Drehmoment abnimmt.
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Die Stromkomponenten, welche nicht zu dem Drehmoment beitragen, werden insbesondere während des Umlaufs mit hoher Drehzahl erzeugt. Folglich kann, wie in 7 gezeigt ist, das Drehmoment während Drehung mit hoher Drehzahl im Vergleich zu dem Stande der Technik erhöht werden.
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Es sei bemerkt, dass in der ersten Ausführungsform dann, wenn eine Änderung von einem Zustand, bei welchem Strom zu der A-Phasenwicklung A (erste Phasenwicklung) und der C-Phasenwicklung C (zweite Phasenwicklung) geführt wird, zu einem Zustand, bei dem Strom zu der B-Phasenwicklung B (dritte Phasenwicklung) und der A-Phasenwicklung A (erste Phasenwicklung) geführt wird, die Stromführung der B-Phasenwicklung B bei einem elektrischen Winkel von 120° eingeschaltet wird, bei welchem der Rotorzahn 16 den Statorzahn 12b zwischen der B-Phasenwicklung B (dritte Phasenwicklung) und der A-Phasenwicklung A (erste Phasenwicklung) zu überlappen beginnt.
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Berücksichtigt man aber die Verzögerung in der Stromänderung, welche während der Drehung mit hoher Drehzahl verursacht wird, dann kann der Zeitpunkt der Einschaltung der Stromführung (Beginn der Erhöhung des Stromes) der B-Phasenwicklung B früher liegen als der elektrische Winkel von 120°, bei welchem der Rotorzahn 16 den Statorzahn 12b zu überlappen beginnt. Es sei bemerkt, dass der Zeitpunkt der Abschaltung der Stromführung der C-Phasenwicklung C und der Zeitpunkt der Einschaltung der Stromführung der B-Phasenwicklung B relativ zueinander verschoben werden.
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Zusätzlich kann im Vergleich zu der ersten Ausführungsform die Phase, bei welcher die Stromführung der zweiten Phasenwicklung ausgeschaltet wird, weiter vorverlegt werden. In diesem Falle muss der Zeitpunkt, zu welchem die Stromführung der zweiten Phasenwicklung ausgeschaltet wird, nicht derselbe sein wie der Zeitpunkt, zu welchem die Stromführung einer anderen Phasenwicklung eingeschaltet wird.
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Es sei ein Beispiel unter Fokussierung auf die Zeit, zu welcher die Stromführung der B-Phasenwicklung B ausgeschaltet wird, erläutert.
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Gemäß einer Konstruktion nach dem Stande der Technik wird die Stromführung der B-Phasenwicklung B bei einem elektrischen Winkel von 360° ausgeschaltet, welches der Zeitpunkt ist, zu welchem die Stromführung der A-Phasenwicklung A eingeschaltet wird. Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Stromführung der B-Phasenwicklung B bei einer Phase ausgeschaltet, welche früher als der elektrische Winkel von 360° liegt. Wenn jedoch der Zeitpunkt, zu welchem die Stromführung der B-Phasenwicklung B ausgeschaltet wird, auf 240° vorverlegt wird, wie dies in einem Vergleichsbeispiel von 8 gezeigt ist, dann wird der Zeitpunkt, zu welchem die Stromführung der B-Phasenwicklung B ausgeschaltet wird, derselbe wie der Zeitpunkt, zu welchem die Stromführung der C-Phasenwicklung C eingeschaltet wird.
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Aus diesem Grunde muss der Zeitpunkt, zu welchem die Stromführung der B-Phasenwicklung B ausgeschaltet wird, bei einer Phase später als 240° und früher als 360° liegen.
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(Zweite Ausführungsform)
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Die Motoreinrichtung 1 der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben, wobei besonderes Augenmerk auf Einzelheiten gerichtet wird, welche gegenüber denjenigen der ersten Ausführungsform verschieden sind.
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Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform ein Übergang von einem Zustand, bei welchem Strom zu der ersten Phasenwicklung und der zweiten Phasenwicklung geführt wird, zu einem Zustand erfolgt, bei welchem Strom zu der dritten Phasenwicklung und der ersten Phasenwicklung geführt wird, dann kann der Strom der ersten Phasenwicklung unter Tastwinkelsteuerung vermindert werden.
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Selbst in diesem Falle werden der Zeitpunkt, zu dem die Verminderung des Stromes der zweiten Phasenwicklung (beispielsweise der C-Phasenwicklung C) beginnt (Anfangspunkt der Tastwinkelsteuerung) und der Zeitpunkt, zu dem eine Erhöhung des Stromes der dritten Phasenwicklung (beispielsweise der B-Phasenwicklung B) erfolgt, relativ zueinander verschoben, wie im Falle der ersten Ausführungsform.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform können dieselben Vorteile wie diejenigen der ersten Ausführungsform erreicht werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Die Motoreinrichtung 1 der dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, wobei besonderes Augenmerk auf Einzelheiten gerichtet ist, die gegenüber denjenigen der ersten Ausführungsform verschieden sind.
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In der ersten Ausführungsform wird die Phase, bei welcher die Stromführung der zweiten Phasenwicklung (beispielsweise der C-Phasenwicklung C) ausgeschaltet wird, vorverlegt und die Verminderung des Stromes der C-Phasenwicklung C wird vor dem elektrischen Winkel von 120° gestartet, bei welchem die Stromführung der dritten Phasenwicklung (beispielsweise der B-Phasenwicklung B) eingeschaltet wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch ist, wie in 10 gezeigt, die Phase, bei welcher die Stromführung der zweiten Phasenwicklung (beispielsweise der C-Phasenwicklung c) ausgeschaltet wird, dieselbe wie diejenige nach dem Stande der Technik, und die Phase, bei welcher die Stromführung der dritten Phasenwicklung (beispielsweise der B-Phasenwicklung B) eingeschaltet wird, ist verzögert.
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Gemäß der dritten Ausführungsform können dieselben Vorteile erreicht werden wie diejenigen der ersten Ausführungsform.
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Es sei bemerkt, dass als Modifikation der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung der Verzögerung in der Stromänderung, die während Umlauf mit hoher Drehzahl verursacht wird, der Zeitpunkt der Ausschaltung der Stromführung der C-Phasenwicklung C (Beginn der Stromabnahme) früher liegen kann als der elektrische Winkel von 120°, bei welchem der Rotorzahn 10 die Überlappung des Statorzahns 12a beendet.
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(Modifikationen)
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In der ersten Ausführungsform ist der Motorkörper 4 von einer Bauart mit Innenrotor. Der Motorkörper 4 kann einer Bauart eines Reluktanzmotors mit Wicklung über die volle Teilung angehören. Beispielsweise kann der Motorkörper 4 ein Motor mit Außenrotor sein, bei welchem der Rotor 8 außerhalb des Stators 9 angeordnet ist.
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Der Aufbau der Treiberschaltung 5 ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und hat vielerlei Aspekte.
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Beispielsweise kann die Treiberschaltung 5 eine Vollwellen-H-Brückenschaltung sein, wie sie in 11A gezeigt ist, oder eine Schaltung sein, wie sie in 11B gezeigt ist, bei welcher zwei Mehrzweck-Dreiphaseninverter miteinander kombiniert sind.
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Man erkennt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Konfigurationen, wie sie oben beschrieben wurden, beschränkt ist, sondern dass jedwede und sämtliche Modifikationen, Abwandlungen oder Äquivalente, welche dem Fachmann auf diesem Gebiete gegeben sind, als vom Grundgedanken der Erfindung erfasst anzusehen sind.
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Nachfolgend seien Aspekte der oben beschriebenen Ausführungsformen zusammengefasst.
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Die Motoreinrichtung enthält einen Reluktanzmotor einer Bauart mit über die volle Teilung gehenden Wicklungen, welcher drei Phasenwicklungen aufweist, die über die volle Teilung ausgeführt sind, sowie eine Steuereinrichtung, welche die Stromzufuhr zu jeder Wicklung der drei Phasen steuert.
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Wenn eine Änderung von einem Zustand, in welchem Strom zu einer ersten Phasenwicklung und einer zweiten Phasenwicklung geführt wird, zu einem Zustand erfolgt, bei dem Strom zu einer dritten Phasenwicklung und der ersten Phasenwicklung geführt wird, dann verschiebt die Steuereinrichtung den Zeitpunkt zu dem die Abnahme des Stromes der zweiten Phasenwicklung beginnt und den Zeitpunkt, zu dem der Strom der dritten Phasenwicklung zuzunehmen beginnt, relativ zueinander.
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Wenn der Zeitpunkt, zu dem die Abnahme des Stromes der zweiten Phasenwicklung beginnt und der Zeitpunkt, zu dem die Zunahme des Stromes der dritten Phasenwicklung beginnt, gleich sind, dann verbleiben Stromkomponenten, welche nicht zu dem Drehmoment beitragen, in der zweiten Phasenwicklung. Bei der Motoreinrichtung nach der Erfindung beginnt aber beispielsweise die Zunahme des Stromes der dritten Phasenwicklung in bestimmtem Maße nach der Abnahme des Stromes der zweiten Phasenwicklung. Hierdurch können Stromkomponenten, welche nicht zu dem Drehmoment beitragen und in der zweiten Phase erzeugt werden, vermindert werden. Somit kann der Einfluss der gegenseitigen Induktivität vermindert werden.
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Wenn in der erfindungsgemäßen Motoreinrichtung eine Änderung von einem Zustand, bei welchem Strom zu der ersten Phasenwicklung und der zweiten Phasenwicklung geführt wird, in einen Zustand erfolgt, bei dem Strom zu der dritten Phasenwicklung und der ersten Phasenwicklung geführt wird, dann startet die Steuereinrichtung die Erhöhung des Stromes der dritten Phasenwicklung nach dem Beginn der Verminderung des Stromes der zweiten Phasenwicklung und dann wird der Strom der zweiten Phasenwicklung um einen vorbestimmten Betrag vermindert.
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Hierdurch können Stromkomponenten, welche nicht zu dem Drehmoment beitragen, welche in der zweiten Phasenwicklung erzeugt werden, vermindert werden. Das bedeutet, dass der Einfluss der gegenseitigen Induktivität vermindert werden kann.
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In der erfindungsgemäßen Motoreinrichtung liegt der Zeitpunkt des Beginns der Zunahme des Stromes der dritten Phasenwicklung früher als der Zeitpunkt, zu dem ein ausgeprägter Statorpol zwischen der dritten Phasenwicklung und der ersten Phasenwicklung einen ausgeprägten Rotorpol zu überlappen beginnt.
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Da die Stromänderung während einer Drehung mit hoher Drehzahl verzögert ist, wird der Zeitpunkt des Beginns der Stromzunahme in Berücksichtigung der Verzögerung vorverlegt. Hierdurch wird die Steuerbarkeit verbessert.
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In der erfindungsgemäßen Motoreinrichtung liegt der Zeitpunkt des Beginns der Abnahme des Stromes der zweiten Phasenwicklung früher als der Zeitpunkt, zu dem ein ausgeprägter Statorpol zwischen der ersten Phasenwicklung und der zweiten Phasenwicklung die Überlappung eines ausgeprägten Rotorpols beendet.
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Da die Stromänderung während einer Drehung mit hoher Drehzahl verzögert ist, wird der Zeitpunkt des Beginns der Abnahme des Stromes unter Berücksichtigung der Verzögerung vorverlegt. Hierdurch wird die Steuerbarkeit verbessert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-256977 [0001]
- JP 3157162 [0003, 0006]
