JP2001197711A - Compound rotating electronic machine - Google Patents

Compound rotating electronic machine

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JP2001197711A
JP2001197711A JP2000003876A JP2000003876A JP2001197711A JP 2001197711 A JP2001197711 A JP 2001197711A JP 2000003876 A JP2000003876 A JP 2000003876A JP 2000003876 A JP2000003876 A JP 2000003876A JP 2001197711 A JP2001197711 A JP 2001197711A
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stator
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rotating electric
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Minoru Arimitsu
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound rotating electric machine which has a winder operating range and prevents deterioration of permanent magnets used for its rotor, by reducing torque variation caused by reluctance torque of a nonexcited compound. SOLUTION: An internal rotor control part 33 obtains a rear torque τi of an internal rotor 7 on the basis of a current ifi detected by a current sensor 31 and a q-axis current iq computed by a stator control part 25, and computes a command field current ifi which makes the rear torque τi equal to a given internal torque command Ti. Besides, the command field current ifi is converter into ON/OFF duties Ton, Toff, and they are outputted to a boosting/deboosting chopper 35. From the chopper 35, current is supplied to internal field windings Li1-Li4 formed in the internal rotor 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1つのステータで
2つのロータを駆動する複合回転電機、2つのロータを
縦列接続する複合回転電機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite rotating electric machine that drives two rotors with one stator and a composite rotating electric machine that connects two rotors in cascade.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、1つのステータで2つのロータを
駆動する複合回転電機としては、特願平10−3233
42号に記載の「回転電機」が提案されている。従来の
複合回転電機では、図14に示すように、内側ロータ2
03と外側ロータ205にそれぞれ極対数の異なる永久
磁石を埋め込んで構成し、それぞれのロータを独立に制
御するために、ステータ207を構成する複数の単一コ
イル209にそれぞれ独立に正弦波関数で表される駆動
電流を与えていた。詳しくは、2つのロータのトルク制
御は、それぞれ全く独立に制御されいた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a complex rotating electric machine in which one stator drives two rotors, Japanese Patent Application No. 10-3233 is disclosed.
No. 42 has proposed a “rotating electric machine”. In a conventional composite rotating electric machine, as shown in FIG.
03 and the outer rotor 205 are embedded with permanent magnets having different numbers of pole pairs, respectively. In order to control each of the rotors independently, a plurality of single coils 209 constituting the stator 207 are independently expressed by a sine wave function. Drive current. Specifically, the torque control of the two rotors was controlled completely independently of each other.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステー
タに発生するインダクタンスの空間分布は、大きく歪ん
でおり、2つのロータの磁束分電流を制御することで界
磁制御を行おうとしても、無励磁分のリラクタンストル
クによるトルク変動が大きくなり、実際には回転電機の
動作範囲が狭まることが考えられる。また、回転時は、
2つのロータ上に埋め込まれた永久磁石同士が互いに対
抗する位置になると、永久磁石の減磁作用を促進して劣
化させることになった。
However, the spatial distribution of the inductance generated in the stator is largely distorted, and even if the field control is performed by controlling the current of the magnetic flux of the two rotors, the reluctance corresponding to the non-excitation. It is conceivable that the torque fluctuation due to the torque becomes large and the operating range of the rotating electric machine is actually narrowed. When rotating,
When the permanent magnets embedded on the two rotors are located at positions opposing each other, the demagnetizing action of the permanent magnets is promoted and deteriorated.

【0004】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、無励磁分のリラクタンストルクによ
るトルク変動を低減できて動作範囲が広くなり、かつ、
ロータに用いる永久磁石の劣化を防止することができる
複合回転電機を提供することにある。
[0004] The present invention has been made in view of the above,
The purpose is to reduce the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excited state, and the operating range is widened, and
An object of the present invention is to provide a composite rotating electric machine that can prevent deterioration of a permanent magnet used for a rotor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、ステータの内周及び外周に設
けられ異なる回転軸に接続された2つのロータからなる
三重構造を備え、前記ステータに単一のコイルを形成
し、該単一のコイルに前記ロータの数と同数の回転磁場
が発生するように複合電流を流すようにした複合回転電
機において、少なくとも1つ以上の前記ロータは、界磁
巻線を有することを要旨とする。
According to the first aspect of the present invention,
In order to solve the above-mentioned problems, a triple structure including two rotors provided on an inner circumference and an outer circumference of a stator and connected to different rotating shafts is provided. In a composite rotating electric machine in which a composite current flows so as to generate the same number of rotating magnetic fields as the number of the rotors, at least one or more of the rotors has a field winding.

【0006】請求項2記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記界磁巻線は、前記ロータの回転軸に設けら
れたスリップリングに接続されることを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above problem, the field winding is connected to a slip ring provided on a rotating shaft of the rotor.

【0007】請求項3記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記界磁巻線は、前記ロータ上で発生する極対
数の組み合わせを変更可能であることを要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above problems, the field winding is characterized in that a combination of the number of pole pairs generated on the rotor can be changed.

【0008】請求項4記載の発明は、上記課題を解決す
るため、ステータの内周及び外周に設けられ異なる回転
軸に接続された内側ロータと外側ロータからなる三重構
造を備え、前記ステータに単一のコイルを形成し、該単
一のコイルに前記内側ロータと外側ロータの数と同数の
回転磁場が発生するように複合電流を流すようにした複
合回転電機において、前記外側ロータは、回転軸方向に
対してクロー型形状をなす磁性体からなり、外側ロータ
の外周の両端部に1対の界磁巻線を有することを要旨と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a triple structure comprising an inner rotor and an outer rotor provided on the inner and outer circumferences of the stator and connected to different rotating shafts. A composite rotating electric machine in which one coil is formed and a composite current is caused to flow in the single coil so that a rotating magnetic field of the same number as the number of the inner rotor and the outer rotor is generated, wherein the outer rotor has a rotating shaft. The gist is made of a magnetic material having a claw shape in the direction, and has a pair of field windings at both ends on the outer periphery of the outer rotor.

【0009】請求項5記載の発明は、上記課題を解決す
るため、ステータの外周に設けられ回転軸に接続された
外側ロータを有する2つの回転電機をそれぞれ独立して
回転可能に縦列接続し、前記ステータに単一のコイルを
形成し、該単一のコイルに前記外側ロータの数と同数の
回転磁場が発生するように複合電流を流すようにした複
合回転電機において、前記外側ロータは、回転軸方向に
対してクロー型形状をなす磁性体からなり、縦列接続さ
れた外側ロータの外周の両端部に1対の界磁巻線を有す
ることを要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, two rotating electric machines having an outer rotor provided on an outer periphery of a stator and connected to a rotating shaft are cascade-connected so as to be independently rotatable. In a composite rotating electric machine in which a single coil is formed in the stator and a composite current is caused to flow so that the same number of rotating magnetic fields as the number of the outer rotors are generated in the single coil, the outer rotor rotates. The gist of the present invention is that a pair of field windings are formed at both ends of the outer periphery of the outer rotor connected in cascade with a claw shape in the axial direction.

【0010】請求項6記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記界磁巻線に直流電源を供給する直流電源を
有することを要旨とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a DC power supply for supplying a DC power to the field winding.

【0011】[0011]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、ステー
タの内周及び外周に設けられ異なる回転軸に接続された
2つのロータからなる三重構造を備え、ステータに単一
のコイルを形成し、該単一のコイルにロータの数と同数
の回転磁場が発生するように複合電流を流すようにして
おき、少なくとも1つ以上のロータは、界磁巻線を有す
ることで、当該ロータ上の界磁巻線から制御可能な磁界
を発生させることができ、無励磁分のリラクタンストル
クによるトルク変動を低減できて動作範囲が広くするこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a triple structure including two rotors provided on the inner and outer circumferences of the stator and connected to different rotating shafts, and a single coil is formed on the stator. Then, a composite current is caused to flow in the single coil so as to generate the same number of rotating magnetic fields as the number of rotors, and at least one or more rotors have a field winding, so that , A controllable magnetic field can be generated from the field winding, and the torque fluctuation due to the reluctance torque corresponding to the non-excitation can be reduced, and the operating range can be widened.

【0012】また、請求項2記載の本発明によれば、界
磁巻線は、ロータの回転軸に設けられたスリップリング
に接続されることで、回転中の界磁巻線に界磁電流を供
給することができる。
According to the second aspect of the present invention, the field winding is connected to the slip ring provided on the rotating shaft of the rotor, so that the field current is applied to the rotating field winding. Can be supplied.

【0013】また、請求項3記載の本発明によれば、界
磁巻線は、ロータ上で発生する極対数の組み合わせを変
更可能であるので、2つのロータを全く同一の回転特性
で作動させる場合でも、極めて低損失で作動させること
ができる。また、無励磁分のリラクタンストルクによる
トルク変動を低減して動作範囲を拡大することができ、
かつ、ロータに設けられた永久磁石の劣化を防止するこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, the field winding can change the combination of the number of pole pairs generated on the rotor, so that the two rotors operate with exactly the same rotational characteristics. Even in this case, it can be operated with very low loss. In addition, it is possible to reduce the torque fluctuation due to the reluctance torque corresponding to the non-excitation, thereby expanding the operation range.
In addition, the deterioration of the permanent magnet provided on the rotor can be prevented.

【0014】また、請求項4記載の本発明によれば、外
側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形状をなす磁
性体からなり、外側ロータの外周の両端部に1対の界磁
巻線を有することで、1対の界磁巻線に界磁電流を供給
して磁性体を励磁するので回転軸方向に1対の磁極を形
成でき、さらに、この磁性体がクロー型形状をなすの
で、外側ロータ上に磁極を形成することができる。この
結果、無励磁分のリラクタンストルクによるトルク変動
を低減できて動作範囲が広くすることができる。
According to the present invention, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of field windings is provided at both ends on the outer periphery of the outer rotor. By having the wire, a field current is supplied to the pair of field windings to excite the magnetic body, so that a pair of magnetic poles can be formed in the rotation axis direction, and the magnetic body has a claw shape. Therefore, a magnetic pole can be formed on the outer rotor. As a result, the torque fluctuation due to the reluctance torque for the non-excitation can be reduced, and the operation range can be widened.

【0015】また、請求項5記載の本発明によれば、外
側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形状をなす磁
性体からなり、縦列接続された外側ロータの外周の両端
部に1対の界磁巻線を有することで、1対の界磁巻線に
界磁電流を供給して磁性体を励磁するので回転軸方向に
各外側ロータ上に1対の磁極を形成でき、さらに、この
磁性体がクロー型形状をなすので、各外側ロータ上に磁
極を形成することができる。この結果、無励磁分のリラ
クタンストルクによるトルク変動を低減できて動作範囲
が広くすることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of outer rotors is provided at both ends of the outer periphery of the cascade-connected outer rotor. By exciting the magnetic material by supplying a field current to the pair of field windings, a pair of magnetic poles can be formed on each outer rotor in the rotation axis direction. Since the magnetic body has a claw shape, a magnetic pole can be formed on each outer rotor. As a result, the torque fluctuation due to the reluctance torque for the non-excitation can be reduced, and the operation range can be widened.

【0016】また、請求項6記載の本発明によれば、界
磁巻線に直流電源を供給する直流電源を有することで、
回転電機の運転時にのみ界磁巻線を励磁することがで
き、ロータに用いる永久磁石の劣化を防止することがで
きる。
According to the present invention, a DC power supply for supplying DC power to the field winding is provided.
The field winding can be excited only during the operation of the rotating electric machine, and deterioration of the permanent magnet used for the rotor can be prevented.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る複合回転電機1の構成を示す断面図である。同
図にいおて、複合回転電機1は、複数の単一コイル(以
下、コイルという)からなるステータ3と、円筒状のス
テータ3の外周と内周に所定のギャップをおいて外側ロ
ータ5と内側ロータ7が配置されて三重構造を備え、外
側ロータ5と内側ロータ7は、被覆する外枠に対して回
転可能に設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a composite rotating electric machine 1 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a composite rotating electric machine 1 includes a stator 3 including a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coils), an outer rotor 5 with a predetermined gap between an outer periphery and an inner periphery of the cylindrical stator 3. The inner rotor 7 and the inner rotor 7 are arranged to have a triple structure, and the outer rotor 5 and the inner rotor 7 are provided rotatably with respect to the outer frame to be covered.

【0018】内側ロータ7は、半周毎に内側界磁巻線L
i1,Li2からなる一対の凸極を形成されており、一
方、外側ロータ5は、内側ロータ7の一極当たり2倍の
極数を持つように外側界磁巻線Lo1〜Lo4からなる
2対の凸極が配置されている。ステータ3は、外側ロー
タ5の1磁極当たり3個のコイル9で構成され、合計1
2個(=3×4)のコイル9が同一の円周上に等分に配
置されている。なお、11はコイルが巻回されるコア
で、コイル9と同数のコア11が円周上に等分に所定の
間隔(ギャップ)13をおいて配列されている。
The inner rotor 7 has an inner field winding L
The outer rotor 5 has two pairs of outer field windings Lo1 to Lo4 such that the outer rotor 5 has twice the number of poles per pole of the inner rotor 7. Are arranged. The stator 3 is composed of three coils 9 per magnetic pole of the outer rotor 5,
Two (= 3 × 4) coils 9 are equally arranged on the same circumference. Reference numeral 11 denotes a core around which the coil is wound, and the same number of cores 11 as the coil 9 are arranged on the circumference at regular intervals (gap) 13.

【0019】次に、図2は、複合回転電機1の内側回転
軸15の構成を示す図である。同図において、内側回転
軸15には、直列に接続された内側界磁巻線Li1,L
i2に後述する昇降圧チョッパから電源を供給するため
のスリップリングSL1,SL2が接続されている。
Next, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the inner rotating shaft 15 of the composite rotating electric machine 1. In the figure, an inner rotating shaft 15 has inner field windings Li1, L connected in series.
Slip rings SL1 and SL2 for supplying power from a step-up / step-down chopper described later are connected to i2.

【0020】次に、図3は、複合回転電機1の外側回転
軸17の構成を示す図である。同図において、外側回転
軸17には、直列に接続された外側界磁巻線Lo1〜L
o4に後述する昇降圧チョッパから電源を供給するため
のスリップリングSL3,SL4が接続されている。
Next, FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the outer rotating shaft 17 of the composite rotating electric machine 1. In the figure, the outer rotating shaft 17 has outer field windings Lo <b> 1 to L <b> 1 connected in series.
O4 is connected to slip rings SL3 and SL4 for supplying power from a step-up / step-down chopper described later.

【0021】次に、図4は、複合回転電機1の側面断面
図と複合回転電機1を制御するための制御装置24を示
すブロック図である。複合回転電機1には、各ロータ
5,7をそれぞれ同期回転させるため、各ロータ5,7
の各回転位相θo,θiで表されるロータ位置を検出す
る外側ロータ位置センサ21、外側ロータ位置センサ2
3が設けられ、これらセンサ21,23からのパルス信
号がステータ制御部25に入力される。
Next, FIG. 4 is a side sectional view of the composite electric rotating machine 1 and a block diagram showing a control device 24 for controlling the composite electric rotating machine 1. In order to rotate the respective rotors 5 and 7 synchronously, the composite rotary electric machine 1
Outer rotor position sensor 21 and outer rotor position sensor 2 for detecting the rotor position represented by each rotational phase θo, θi
3 are provided, and pulse signals from these sensors 21 and 23 are input to the stator control unit 25.

【0022】ステータ制御部25は、外側ロータ5、内
側ロータ7に対して与えられた外側トルク指令値To及
び内側トルク指令値Tiと、外側ロータ5及び内側ロー
タ7のロータ位置θo,θiに基づいて、外側ロータ5
及び内側ロータ7とステータ3との間でそれぞれ回転磁
界が発生するように複合電流指令値としてPWM信号を
発生する。また、ステータ制御部25は、各相出力電流
i1 〜i12に基づいてq軸電流iq を算出し、内側ロー
タ制御部33および外側ロータ制御部39に与える。
The stator control unit 25 is based on the outer torque command value To and the inner torque command value Ti given to the outer rotor 5 and the inner rotor 7, and the rotor positions θo and θi of the outer rotor 5 and the inner rotor 7, respectively. And the outer rotor 5
A PWM signal is generated as a composite current command value so that a rotating magnetic field is generated between the inner rotor 7 and the stator 3. Further, the stator control unit 25 calculates the q-axis current iq based on the output currents i1 to i12 of the respective phases, and supplies the calculated current to the inner rotor control unit 33 and the outer rotor control unit 39.

【0023】多相インバータ27は、ステータ制御部2
5から与えられるPWM信号に基づいて、バッテリ29
から供給される直流電流を交流電流に変換し、ステータ
3に設けられたコイル9に複合電流1〜I12を供給す
る。この複合電流I1〜I12の瞬時電流の全ての和は
0になるため、こめインバータ27は、通常の3相ブリ
ッジ型インバータを12相に構成したものと同等であ
り、24個のトランジスタと同数のダイオードから構成
されている。また、各相のブリッジ型インバータの出力
端子には、それぞれ電流センサが設けられており、この
出力電流i1 〜i12をステータ制御部25に出力してい
る。
The multi-phase inverter 27 includes a stator control unit 2
5 based on the PWM signal given from
Is converted into an alternating current, and composite currents 1 to I12 are supplied to the coil 9 provided on the stator 3. Since the sum of all the instantaneous currents of the composite currents I1 to I12 is 0, the Kome inverter 27 is equivalent to a normal three-phase bridge type inverter having 12 phases, and has the same number as 24 transistors. It is composed of diodes. A current sensor is provided at each output terminal of the bridge type inverter of each phase, and outputs the output currents i1 to i12 to the stator control unit 25.

【0024】電流センサ31は、昇降圧チョッパ35か
らブラシBr1,Br2、スリップリングSL1、SL
2を介して内側ロータ7に設けられた内側界磁巻線Li
1,Li2に供給される電流ifiを検出する。内側ロー
タ制御部33は、電流センサ31で検出された電流ifi
と、ステータ制御部25で算出されたq軸電流iq に基
づいて、指令界磁電流ifiを算出し、さらに、この指令
界磁電流ifiをON/OFFデューティTon,Toff に
変換して昇降圧チョッパ35に出力する。
The current sensor 31 is connected to brushes Br1, Br2, slip rings SL1, SL from the step-up / step-down chopper 35.
2, the inner field winding Li provided on the inner rotor 7 via
1, a current ifi supplied to Li2 is detected. The inner rotor control unit 33 outputs the current ifi detected by the current sensor 31.
And a command field current ifi based on the q-axis current iq calculated by the stator control unit 25, and further converts the command field current ifi into ON / OFF duties Ton and Toff to convert the step-up / step-down chopper 35.

【0025】昇降圧チョッパ35は、内側ロータ制御部
33から与えられたON/OFFデューティTon,Tof
f に応じて内部に設けられた複数のトランジスタを制御
し、バッテリ29から供給される電圧に対して昇圧動作
または降圧動作して、出力電流をスリップリングSL
1,SL2を介して内側ロータ7に設けられた内側界磁
巻線Li1,Li2に供給する。なお、電流センサ3
7、外側ロータ制御部39、昇降圧チョッパ41の構成
は、上述した電流センサ31、外側ロータ制御部33、
昇降圧チョッパ35の構成とそれぞれ同様であるので、
その説明を省略することとする。
The step-up / step-down chopper 35 includes ON / OFF duties Ton and Tof given from the inner rotor control unit 33.
f, controlling a plurality of transistors provided therein to perform a step-up operation or a step-down operation with respect to the voltage supplied from the battery 29, and to reduce the output current to the slip ring SL.
1 and SL2 to the inner field windings Li1 and Li2 provided on the inner rotor 7. The current sensor 3
7, the configuration of the outer rotor control unit 39 and the step-up / step-down chopper 41 are the same as those of the current sensor 31, the outer rotor control unit 33,
Since the configuration is the same as that of the step-up / step-down chopper 35,
The description is omitted.

【0026】次に、図4を参照して、複合回転電機1と
制御装置24の動作を説明する。
Next, with reference to FIG. 4, the operation of the composite rotating electric machine 1 and the control device 24 will be described.

【0027】まず、起動時には、内側ロータ制御部33
は、指令界磁電流ifiに対して予め定められた初期値を
設定し、さらに、この指令界磁電流ifiをON/OFF
デューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッパ35
に出力する。
First, at the time of startup, the inner rotor control unit 33
Sets a predetermined initial value for the command field current ifi, and further turns ON / OFF the command field current ifi.
The duty ratio is converted to Ton and Toff, and the step-up / step-down chopper 35
Output to

【0028】そして、昇降圧チョッパ35は、内側ロー
タ制御部33から与えられたON/OFFデューティT
on,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流をブラシBr
1,Br2、スリップリングSL1,SL2を介して内
側ロータ7に設けられた内側界磁巻線Li1,Li2に
供給する。この結果、内側ロータ7に設けられた内側界
磁巻線Li1,Li2に電流が供給され、それぞれの界
磁巻線が例えばS極,N極に励磁される。
The step-up / step-down chopper 35 is provided with an ON / OFF duty T given from the inner rotor controller 33.
A plurality of transistors provided inside are controlled in accordance with on and Toff, and a voltage supplied from the battery 29 is stepped up or stepped down to output an output current of the brush Br.
1 and Br2, and supply them to the inner field windings Li1 and Li2 provided on the inner rotor 7 via the slip rings SL1 and SL2. As a result, a current is supplied to the inner field windings Li1 and Li2 provided on the inner rotor 7, and the respective field windings are excited to, for example, S and N poles.

【0029】同様に、起動時には、外側ロータ制御部3
9は、指令界磁電流ifoに対して予め定められた初期値
を設定し、さらに、この指令界磁電流ifoをON/OF
FデューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッパ4
1に出力する。
Similarly, at the time of startup, the outer rotor control unit 3
9 sets a predetermined initial value for the command field current ifo, and further sets the command field current ifo to ON / OF.
Step up / down chopper 4
Output to 1.

【0030】そして、昇降圧チョッパ41は、外側ロー
タ制御部39から与えられたON/OFFデューティT
on,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流をブラシBr
3,Br4、スリップリングSL3,SL4を介して外
側ロータ5に設けられた外側界磁巻線Lo1〜Lo4に
供給する。この結果、外側ロータ5に設けられた外側界
磁巻線Lo1〜Lo4に電流が供給され、それぞれの界
磁巻線が例えばS極,N極,S極,N極に励磁される。
The step-up / step-down chopper 41 uses the ON / OFF duty T given by the outer rotor control unit 39.
A plurality of transistors provided inside are controlled in accordance with on and Toff, and a voltage supplied from the battery 29 is stepped up or stepped down to output an output current of the brush Br.
3, Br4 and the outer field windings Lo1 to Lo4 provided on the outer rotor 5 via the slip rings SL3 and SL4. As a result, a current is supplied to the outer field windings Lo1 to Lo4 provided on the outer rotor 5, and the respective field windings are excited to, for example, S pole, N pole, S pole, and N pole.

【0031】同時に、ステータ制御部25は、外側ロー
タ5、内側ロータ7に対して与えられた外側トルク指令
値To及び内側トルク指令値Tiと、外側ロータ5及び
内側ロータ7のロータ位置θo,θiに基づいて、外側
ロータ5及び内側ロータ7とステータ3との間でそれぞ
れ回転磁界が発生するように複合電流指令値としてPW
M信号を発生する。
At the same time, the stator control unit 25 determines the outer torque command value To and the inner torque command value Ti given to the outer rotor 5 and the inner rotor 7, and the rotor positions θo and θi of the outer rotor 5 and the inner rotor 7, respectively. Is set as a composite current command value such that a rotating magnetic field is generated between the outer rotor 5 and the inner rotor 7 and the stator 3 on the basis of
Generate an M signal.

【0032】そして、多相インバータ27は、ステータ
制御部25から与えられるPWM信号に基づいて、バッ
テリ29から供給される直流電流を交流電流に変換し、
ステータ3に設けられたコイル9に複合電流1〜I12
を供給する。この結果、それぞれ励磁された外側ロータ
5及び内側ロータ7とステータ3との間でそれぞれ回転
磁界が発生され、外側ロータ5及び内側ロータ7がそれ
ぞれ回転を開始する。
The multi-phase inverter 27 converts a DC current supplied from the battery 29 into an AC current based on the PWM signal supplied from the stator control unit 25,
The composite current 1 to I12 is applied to the coil 9 provided on the stator 3.
Supply. As a result, a rotating magnetic field is generated between the excited outer rotor 5 and inner rotor 7 and the stator 3, respectively, and the outer rotor 5 and the inner rotor 7 respectively start rotating.

【0033】ここで、多相インバータ27に設けられた
各相のブリッジ型インバータの出力端子には、それぞれ
電流センサが設けられているので、これらの電流センサ
から出力電流i1 〜i12がステータ制御部25に出力さ
れる。そして、ステータ制御部25は、各相出力電流i
1 〜i12に基づいてq軸電流iq を算出し、内側ロータ
制御部33および外側ロータ制御部39に与える。な
お、磁極方向に平行なd軸に対して、磁極方向に直交す
るq軸についてq軸電流iqを算出することとする。
Here, since current sensors are provided at the output terminals of the bridge type inverters of each phase provided in the multi-phase inverter 27, the output currents i1 to i12 are output from these current sensors to the stator control section. 25. Then, the stator control unit 25 outputs the output current i
The q-axis current iq is calculated based on 1 to i12, and given to the inner rotor controller 33 and the outer rotor controller 39. The q-axis current iq is calculated for a d-axis parallel to the magnetic pole direction and a q-axis orthogonal to the magnetic pole direction.

【0034】そして、内側ロータ制御部33は、電流セ
ンサ31で検出された電流ifiと、ステータ制御部25
で算出されたq軸電流iq に基づいて、内側ロータ7の
実際のトルクτi を求める。
Then, the inner rotor control unit 33 controls the current ifi detected by the current sensor 31 and the stator control unit 25
The actual torque τi of the inner rotor 7 is obtained based on the q-axis current iq calculated by

【数1】τi ∝ifi×iq そして、内側ロータ7に対して与えられた内側トルク指
令値Tiに実際のトルクτi がなるような指令界磁電流
ifiを算出し、さらに、この指令界磁電流ifiをON/
OFFデューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッ
パ35に出力する。そして、昇降圧チョッパ35から内
側ロータ7に設けられた内側界磁巻線Li1〜Li4に
電流が供給され、それぞれの界磁巻線による磁界が変更
され、この結果、内側ロータ7は内側トルク指令値Ti
に応じて回転するようになる。
Τi ∝ifi × iq Then, a command field current ifi is calculated such that the actual torque τi is equal to the inner torque command value Ti given to the inner rotor 7, and further this command field current is calculated. ifi ON /
The duty ratio is converted to the OFF duty Ton and Toff and output to the step-up / step-down chopper 35. Then, a current is supplied from the step-up / step-down chopper 35 to the inner field windings Li1 to Li4 provided on the inner rotor 7, and the magnetic fields of the respective field windings are changed. As a result, the inner rotor 7 receives the inner torque command. Value Ti
It will rotate according to.

【0035】また、外側ロータ制御部39は、電流セン
サ37で検出された電流ifoと、ステータ制御部25で
算出されたq軸電流iq に基づいて、外側ロータ5の実
際のトルクτo を求める。
Further, the outer rotor control section 39 obtains the actual torque τo of the outer rotor 5 based on the current ifo detected by the current sensor 37 and the q-axis current iq calculated by the stator control section 25.

【0036】[0036]

【数2】τo ∝ifo×iq そして、外側ロータ5に対して与えられた外側トルク指
令値Toに実際のトルクτo がなるような指令界磁電流
ifoを算出し、さらに、この指令界磁電流ifoをON/
OFFデューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッ
パ41に出力する。そして、昇降圧チョッパ41から外
側ロータ5に設けられた外側界磁巻線Lo1〜Lo4に
電流が供給され、それぞれの界磁巻線による磁界が変更
され、この結果、外側ロータ5は外側トルク指令値To
に応じて回転するようになる。
Τo ∝ifo × iq Then, a command field current ifo is calculated such that the actual torque τo is equal to the outer torque command value To given to the outer rotor 5, and further, this command field current is calculated. ON ifo /
The duty ratio is converted to OFF duty Ton and Toff and output to the step-up / step-down chopper 41. Then, a current is supplied from the step-up / step-down chopper 41 to the outer field windings Lo1 to Lo4 provided on the outer rotor 5, and the magnetic fields generated by the respective field windings are changed. As a result, the outer rotor 5 receives the outer torque command. Value To
It will rotate according to.

【0037】本発明の第1の実施の形態に関する効果と
しては、少なくとも1つ以上のロータは、界磁巻線を有
することで、当該ロータ上の界磁巻線から制御可能な磁
界を発生させることができ、無励磁分のリラクタンスト
ルクによるトルク変動を低減できて動作範囲が広くする
ことができる。また、界磁巻線は、ロータの回転軸に設
けられたスリップリングに接続されることで、回転中の
界磁巻線に界磁電流を供給することができる。
An advantage of the first embodiment of the present invention is that at least one or more rotors have a field winding so that a controllable magnetic field is generated from the field winding on the rotor. Thus, the torque fluctuation due to the reluctance torque for the non-excitation can be reduced, and the operating range can be widened. The field winding is connected to a slip ring provided on the rotating shaft of the rotor, so that a field current can be supplied to the rotating field winding.

【0038】(第2の実施の形態)図5は、本発明の第
2の実施の形態に係る複合回転電機51の構成を示す断
面図である。なお、第2の実施の形態は、図1に示す第
1の実施の形態に対応する複合回転電機1と同様の基本
的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を
付し、その説明を省略することとする。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a composite rotating electric machine 51 according to a second embodiment of the present invention. Note that the second embodiment has the same basic configuration as the composite rotating electric machine 1 corresponding to the first embodiment shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

【0039】同図にいおて、複合回転電機51は、複数
の単一コイル(以下、コイルという)からなるステータ
3と、円筒状のステータ3の外周と内周に所定のギャッ
プをおいて外側ロータ55と内側ロータ57が配置され
て三重構造を備え、外側ロータ55と内側ロータ57
は、被覆する外枠に対して回転可能に設けられている。
内側ロータ57は、2対の永久磁石から形成されてお
り、一方、外側ロータ55は、8対の永久磁石と外側界
磁巻線Lo1〜Lo4からなる凸極が配置されている。
In the figure, a composite rotating electric machine 51 includes a stator 3 composed of a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coils), and a predetermined gap between the outer circumference and the inner circumference of the cylindrical stator 3. The outer rotor 55 and the inner rotor 57 are disposed to have a triple structure, and the outer rotor 55 and the inner rotor 57 are provided.
Is rotatably provided with respect to the outer frame to be covered.
The inner rotor 57 is formed of two pairs of permanent magnets, while the outer rotor 55 has salient poles formed of eight pairs of permanent magnets and outer field windings Lo1 to Lo4.

【0040】次に、図6は、複合回転電機51の外側回
転軸59の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the outer rotating shaft 59 of the composite rotating electric machine 51. As shown in FIG.

【0041】同図において、外側回転軸59には、直列
に接続された外側界磁巻線Lo1,Lo3に後述する昇
降圧チョッパから電源を供給するためのスリップリング
SL1,SL2が接続されており、直列に接続された外
側界磁巻線Lo2,Lo4に後述する昇降圧チョッパか
ら電源を供給するためのスリップリングSL3,SL4
が接続されている。従って、外側界磁巻線Lo1,Lo
3は同一極性に励磁されることとなり、また、外側界磁
巻線Lo2,Lo4は同一極性に励磁されることとな
る。
In the figure, slip rings SL1 and SL2 for supplying power from a step-up / down chopper to be described later to outer field windings Lo1 and Lo3 connected in series are connected to the outer rotating shaft 59. And slip rings SL3 and SL4 for supplying power from a step-up / down chopper to be described later to outer field windings Lo2 and Lo4 connected in series.
Is connected. Therefore, the outer field windings Lo1, Lo
3 are excited to the same polarity, and the outer field windings Lo2 and Lo4 are excited to the same polarity.

【0042】次に、図7は、複合回転電機51の側面断
面図と複合回転電機51を制御するための制御装置61
を示すブロック図である。SW1は、各外側界磁巻線に
加えられる電圧の極性の組み合わせを切り替えるための
スイッチである。
FIG. 7 is a side sectional view of the composite rotating electric machine 51 and a control device 61 for controlling the composite rotating electric machine 51.
FIG. SW1 is a switch for switching the combination of the polarity of the voltage applied to each outer field winding.

【0043】接続部63は、昇降圧チョッパ41とブラ
シBr1〜Br4との間に設けられ、SW1の設定状態
に応じて外側ロータ55の各外側界磁巻線に加えられる
電圧の極性を切り替える。
The connection portion 63 is provided between the step-up / step-down chopper 41 and the brushes Br1 to Br4, and switches the polarity of the voltage applied to each outer field winding of the outer rotor 55 according to the setting state of SW1.

【0044】ここで、図8を参照して、SW1の設定状
態と外側ロータ55の各外側界磁巻線に加えられる電圧
の極性との関係を説明する。SW1がオープン状態とな
り論理(1)となった場合、接続部63からブラシBr
1〜Br4に出力される電圧の極性は、図8に示すよう
なる。この結果、外側界磁巻線Lo1〜Lo4は、それ
ぞれS極,N極,S極,N極に励磁される。ここで、外
側界磁巻線Lo1〜Lo4の両隣の永久磁石は、それぞ
れS極,N極,S極,N極の磁極性を有するので、外側
ロータ55の極対数は4極対となる。
Here, the relationship between the setting state of SW1 and the polarity of the voltage applied to each outer field winding of the outer rotor 55 will be described with reference to FIG. When SW1 is in the open state and becomes logic (1), the brush Br is
The polarities of the voltages output to 1 to Br4 are as shown in FIG. As a result, the outer field windings Lo1 to Lo4 are excited to S pole, N pole, S pole, and N pole, respectively. Here, the permanent magnets on both sides of the outer field windings Lo1 to Lo4 have magnetic poles of S pole, N pole, S pole, and N pole, respectively, so that the number of pole pairs of the outer rotor 55 is four pole pairs.

【0045】一方、SW1が接地状態となり論理(0)
となった場合、接続部63からブラシBr1〜Br4に
出力される電圧の極性は、図8に示すようなる。この結
果、外側界磁巻線Lo1〜Lo4は、それぞれN極,S
極,N極,S極に励磁される。ここで、外側界磁巻線L
o1〜Lo4の両隣の永久磁石は、それぞれS極,N
極,S極,N極の磁極性を有するので、外側ロータ55
の極対数は12極対となる。
On the other hand, the switch SW1 is grounded and the logic (0) is set.
In this case, the polarity of the voltage output from the connection unit 63 to the brushes Br1 to Br4 is as shown in FIG. As a result, the outer field windings Lo1 to Lo4 have N pole and S pole, respectively.
, N and S poles. Here, the outer field winding L
The permanent magnets on both sides of o1 to Lo4 have S pole and N pole respectively.
Poles, S poles, and N poles.
Is 12 pole pairs.

【0046】なお、複合回転電機51と制御装置61の
動作説明については、第1の実施の形態において説明し
た複合回転電機1と制御装置24の動作と同様であるの
で、その説明を省略することとする。また、第2の実施
の形態においては、外側ロータ55に設けられた外側界
磁巻線の極対数を変更する場合について説明したが、本
発明はこのような場合に限られることなく、例えば内側
ロータ57に内側界磁巻線を設けて、同様にして極対数
を変更するように構成してもよい。
The description of the operations of the composite rotating electric machine 51 and the control device 61 is the same as the operation of the composite rotating electric machine 1 and the control device 24 described in the first embodiment, and therefore will not be repeated. And In the second embodiment, the case where the number of pole pairs of the outer field winding provided on the outer rotor 55 is changed has been described. However, the present invention is not limited to such a case. The rotor 57 may be provided with an inner field winding and the number of pole pairs may be changed in the same manner.

【0047】本発明の第2の実施の形態に関する効果と
しては、ロータ上に設けられた界磁巻線は、ロータの回
転軸に設けられたスリップリングに接続されることで、
回転中の界磁巻線に界磁電流を供給することができる。
An advantage of the second embodiment of the present invention is that the field winding provided on the rotor is connected to a slip ring provided on the rotating shaft of the rotor.
A field current can be supplied to the rotating field winding.

【0048】また、ロータ上に設けられた界磁巻線は、
ロータ上で発生する極対数の組み合わせを変更可能であ
るので、2つのロータを全く同一の回転特性で作動させ
る場合でも、極めて低損失で作動させることができる。
さらに、無励磁分のリラクタンストルクによるトルク変
動を低減して動作範囲を拡大することができ、かつ、ロ
ータに設けられた永久磁石の劣化を防止することができ
る。
The field winding provided on the rotor is
Since the combination of the number of pole pairs generated on the rotors can be changed, it is possible to operate the two rotors with extremely low loss even when they operate with exactly the same rotational characteristics.
Further, it is possible to reduce the torque fluctuation due to the reluctance torque corresponding to the non-excitation, expand the operation range, and prevent deterioration of the permanent magnet provided on the rotor.

【0049】(第3の実施の形態)図9は、本発明の第
3の実施の形態に係る複合回転電機71の構成を示す断
面図である。なお、第3の実施の形態は、図1に示す第
1の実施の形態に対応する複合回転電機1と同様の基本
的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を
付し、その説明を省略することとする。
(Third Embodiment) FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of a complex rotating electric machine 71 according to a third embodiment of the present invention. Note that the third embodiment has the same basic configuration as the composite rotating electric machine 1 corresponding to the first embodiment shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

【0050】同図にいおて、複合回転電機71は、複数
の単一コイル(以下、コイルという)からなるステータ
3と、円筒状のステータ3の外周と内周に所定のギャッ
プをおいて外側ロータ75,77と内側ロータ73が配
置されて三重構造を備え、外側ロータ75,77と内側
ロータ73は、回転可能に設けられている。
In the figure, a composite rotating electric machine 71 has a stator 3 composed of a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coils), and a predetermined gap between the outer circumference and the inner circumference of the cylindrical stator 3. The outer rotors 75 and 77 and the inner rotor 73 are arranged to have a triple structure, and the outer rotors 75 and 77 and the inner rotor 73 are rotatably provided.

【0051】内側ロータ73は、1対の永久磁石から形
成されており、一方、外側ロータ75,77は、6対の
磁性体A,A’が配置されている。
The inner rotor 73 is formed of a pair of permanent magnets, while the outer rotors 75 and 77 are provided with six pairs of magnetic bodies A and A '.

【0052】次に、図10は、複合回転電機71の回転
軸方向の断面図である。外側ロータ75,77に配置さ
れている6対の磁性体A,A’は、それぞれ櫛形の凸部
と凹部が交互に設けられており、外側ロータ75,77
のそれぞれの凸部と凹部が交互に磁気的に無影響な程度
のギャップを開けて配置されるクロー型形状を成してい
る。また、ステータ3と外側ロータ75,77との間に
は、磁気的に影響される程度の狭いギャップが開けてあ
る。
Next, FIG. 10 is a sectional view of the composite rotating electric machine 71 in the direction of the rotation axis. The six pairs of magnetic bodies A and A 'disposed on the outer rotors 75 and 77 are provided with comb-shaped convex portions and concave portions, respectively.
Have a claw-shaped configuration in which the respective convex portions and concave portions are alternately arranged with a gap of a magnetically unaffected degree. Further, a narrow gap is formed between the stator 3 and the outer rotors 75 and 77 to such an extent that it is magnetically affected.

【0053】次に、図11は、複合回転電機71の側面
断面図と複合回転電機71を制御するための制御装置8
3を示すブロック図である。ステータ3は、ケース(図
示せず)に固定されており、ステータ3の内部に設けら
れたコイル9はそれぞれ多相インバータ27の出力端子
に接続されている。また、内側ロータ73の回転軸は、
ベアリング79a,81aを介してステータ3に回転自
在に支えられている。同様に、外側ロータ75,77の
回転軸は、ベアリング79b,81bを介してステータ
3に回転自在に支えられている。なお、外側ロータ7
5,77の回転軸は、図示しないベアリングを介してケ
ース(図示せず)に回転自在に支えられていることとす
る。
Next, FIG. 11 is a side sectional view of the composite rotating electric machine 71 and a control device 8 for controlling the composite rotating electric machine 71.
FIG. The stator 3 is fixed to a case (not shown), and the coils 9 provided inside the stator 3 are connected to output terminals of the multi-phase inverter 27, respectively. The rotation axis of the inner rotor 73 is
It is rotatably supported by the stator 3 via bearings 79a and 81a. Similarly, the rotating shafts of the outer rotors 75 and 77 are rotatably supported by the stator 3 via bearings 79b and 81b. The outer rotor 7
The rotation shafts 5 and 77 are rotatably supported by a case (not shown) via a bearing (not shown).

【0054】励磁巻線L11,L12は、外側ロータ7
5,77の外周に配置されている1対のコイルであり、
励磁巻線L11,L12は昇降圧チョッパ41に接続さ
れている。励磁巻線制御部85は、電流センサ37で検
出された電流ifoと、ステータ制御部25で算出された
q軸電流iq に基づいて、指令界磁電流ifoを算出し、
さらに、この指令界磁電流ifoをON/OFFデューテ
ィTon,Toff に変換して昇降圧チョッパ41に出力す
る。
The excitation windings L11 and L12 are connected to the outer rotor 7
A pair of coils arranged on the outer periphery of 5,77
The excitation windings L11 and L12 are connected to a step-up / step-down chopper 41. The excitation winding controller 85 calculates a command field current ifo based on the current ifo detected by the current sensor 37 and the q-axis current iq calculated by the stator controller 25,
Further, the command field current ifo is converted into ON / OFF duties Ton and Toff and output to the step-up / step-down chopper 41.

【0055】次に、図10を参照して、複合回転電機7
1上に設けられた外側ロータ75,73での磁束の流れ
方向を説明する。図10に示すように、励磁巻線L1
1,L12に昇降圧チョッパ41から励磁電流が加えら
れると、それぞれ励磁して矢印方向の磁束が発生する。
界磁巻線L11で発生された磁束は、外側ロータ75、
外側ロータ75とステータ3との間のギャップ、ステー
タ3、ステータ3と外側ロータ77との間のギャップ、
外側ロータ77を介して励磁巻線L12に伝達されて磁
束ループを形成する。この結果、外側ロータ75はN極
に励磁され、外側ロータ77はS極に励磁され、外側ロ
ータの全体では、S極とN極とが交互に6極対だけ励磁
される。
Next, referring to FIG.
The flow direction of the magnetic flux in the outer rotors 75 and 73 provided on 1 will be described. As shown in FIG. 10, the excitation winding L1
When an exciting current is applied from the step-up / step-down chopper 41 to L1 and L12, they are excited to generate a magnetic flux in the direction of the arrow.
The magnetic flux generated in the field winding L11 is
A gap between the outer rotor 75 and the stator 3, a gap between the stator 3, the stator 3 and the outer rotor 77,
The magnetic flux is transmitted to the exciting winding L12 via the outer rotor 77 to form a magnetic flux loop. As a result, the outer rotor 75 is excited to the N-pole, the outer rotor 77 is excited to the S-pole, and in the entire outer rotor, the S-pole and the N-pole are alternately excited by six pole pairs.

【0056】次に、図11を参照して、複合回転電機7
1と制御装置83の動作を説明する。まず、起動時に
は、励磁巻線制御部85は、指令界磁電流ifoに対して
予め定められた初期値を設定し、さらに、この指令界磁
電流ifoをON/OFFデューティTon,Toff に変換
して昇降圧チョッパ41に出力する。
Next, referring to FIG.
1 and the operation of the control device 83 will be described. First, at the time of startup, the excitation winding control unit 85 sets a predetermined initial value for the command field current ifo, and further converts the command field current ifo into ON / OFF duties Ton and Toff. And outputs it to the step-up / step-down chopper 41.

【0057】そして、昇降圧チョッパ41は、励磁巻線
制御部85から与えられたON/OFFデューティTo
n,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流を外側ロータ7
5,77に設けられた励磁巻線L11,L12に供給す
る。この結果、外側ロータ75,77に設けられた励磁
巻線L11,L12に電流が供給され、それぞれの励磁
巻線が励磁され、磁性体からなる外側ロータ75,77
がそれぞれN極,S極に励磁される。
The step-up / step-down chopper 41 outputs the ON / OFF duty To given by the excitation winding controller 85.
A plurality of transistors provided inside are controlled in accordance with n and Toff, and the voltage supplied from the battery 29 is stepped up or stepped down to output current to the outer rotor 7.
5, 77 are supplied to the excitation windings L11 and L12. As a result, a current is supplied to the excitation windings L11 and L12 provided on the outer rotors 75 and 77, and the respective excitation windings are excited, and the outer rotors 75 and 77 made of a magnetic material are excited.
Are excited to the N and S poles, respectively.

【0058】同時に、ステータ制御部25は、外側ロー
タ75,77、内側ロータ73に対して与えられた外側
トルク指令値To及び内側トルク指令値Tiと、外側ロ
ータ75,77及び内側ロータ73のロータ位置θo,
θiに基づいて、外側ロータ75及び内側ロータ73と
ステータ3との間でそれぞれ回転磁界が発生するように
複合電流指令値としてPWM信号を発生する。
At the same time, the stator controller 25 controls the outer and inner rotors 75 and 77 and the inner and outer rotors 73 and 73, and the rotors of the outer and inner rotors 75 and 77 and 73, respectively. Position θo,
Based on θi, a PWM signal is generated as a composite current command value such that a rotating magnetic field is generated between the outer rotor 75 and the inner rotor 73 and the stator 3, respectively.

【0059】そして、多相インバータ27は、ステータ
制御部25から与えられるPWM信号に基づいて、バッ
テリ29から供給される直流電流を交流電流に変換し、
ステータ3に設けられたコイル9に複合電流1〜I12
を供給する。この結果、それぞれ励磁された外側ロータ
75,77及び内側ロータ73とステータ3との間でそ
れぞれ回転磁界が発生され、外側ロータ75,77及び
内側ロータ73がそれぞれ回転を開始する。
The multi-phase inverter 27 converts the DC current supplied from the battery 29 into an AC current based on the PWM signal given from the stator control unit 25,
The composite current 1 to I12 is applied to the coil 9 provided on the stator 3.
Supply. As a result, a rotating magnetic field is generated between the excited outer rotors 75 and 77 and the inner rotor 73 and the stator 3, respectively, and the outer rotors 75 and 77 and the inner rotor 73 start rotating, respectively.

【0060】ここで、多相インバータ27に設けられた
各相のブリッジ型インバータの出力端子には、それぞれ
電流センサが設けられているので、これらの電流センサ
から出力電流i1 〜i12がステータ制御部25に出力さ
れる。
Here, current sensors are provided at the output terminals of the bridge type inverters of the respective phases provided in the multi-phase inverter 27. The output currents i1 to i12 are output from these current sensors to the stator control unit. 25.

【0061】そして、ステータ制御部25は、各相出力
電流i1 〜i12に基づいてq軸電流iq を算出し、励磁
巻線制御部85に与える。
Then, the stator control unit 25 calculates a q-axis current iq based on the output currents i 1 to i 12 of the respective phases, and supplies it to the exciting winding control unit 85.

【0062】そして、励磁巻線制御部85は、電流セン
サ37で検出された電流ifoと、ステータ制御部25で
算出されたq軸電流iq に基づいて、外側ロータ5の実
際のトルクτo を求める。
The exciting winding control unit 85 obtains the actual torque τo of the outer rotor 5 based on the current ifo detected by the current sensor 37 and the q-axis current iq calculated by the stator control unit 25. .

【0063】[0063]

【数3】τo ∝ifo×iq そして、外側ロータ75,77に対して与えられた外側
トルク指令値Toに実際のトルクτo がなるような指令
界磁電流ifoを算出し、さらに、この指令界磁電流ifo
をON/OFFデューティTon,Toff に変換して昇降
圧チョッパ41に出力する。そして、昇降圧チョッパ4
1から外側ロータ75,77に設けられた励磁巻線L1
1,L12に電流が供給され、それぞれの励磁巻線によ
る磁界が変更され、この結果、外側ロータ75,77は
外側トルク指令値Toに応じて回転するようになる。
Τo ∝ifo × iq Then, a command field current ifo is calculated such that the actual torque τo is equal to the outer torque command value To given to the outer rotors 75 and 77. Magnetic current ifo
Is converted into ON / OFF duties Ton and Toff and output to the step-up / step-down chopper 41. And the buck-boost chopper 4
1 to the excitation winding L1 provided on the outer rotors 75 and 77
1, L12 is supplied with a current, and the magnetic field generated by each excitation winding is changed. As a result, the outer rotors 75, 77 rotate according to the outer torque command value To.

【0064】本発明の第3の実施の形態に関する効果と
しては、外側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形
状をなす磁性体からなり、外側ロータの外周の両端部に
1対の界磁巻線を有することで、1対の界磁巻線に界磁
電流を供給して磁性体を励磁するので回転軸方向に1対
の磁極を形成でき、さらに、この磁性体がクロー型形状
をなすので、外側ロータ上に磁極を形成することができ
る。この結果、無励磁分のリラクタンストルクによるト
ルク変動を低減できて動作範囲が広くすることができ
る。
The effect of the third embodiment of the present invention is that the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of magnetic fields is provided at both ends on the outer periphery of the outer rotor. By having the windings, a field current is supplied to the pair of field windings to excite the magnetic body, so that a pair of magnetic poles can be formed in the rotation axis direction, and the magnetic body has a claw shape. As a result, a magnetic pole can be formed on the outer rotor. As a result, the torque fluctuation due to the reluctance torque for the non-excitation can be reduced, and the operation range can be widened.

【0065】また、界磁巻線に直流電源を供給する昇降
圧チョッパを有することで、回転電機の運転時にのみ界
磁巻線を励磁することができ、ロータに用いる永久磁石
の劣化を防止することができる。
Further, by having a step-up / step-down chopper for supplying DC power to the field winding, the field winding can be excited only during operation of the rotating electric machine, thereby preventing deterioration of the permanent magnet used for the rotor. be able to.

【0066】(第4の実施の形態)図12は、本発明の
第4の実施の形態に係る複合回転電機91の構成を示す
断面図である。なお、第4の実施の形態は、図9に示す
第3の実施の形態に対応する複合回転電機71と同様の
基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符
号を付し、その説明を省略することとする。
(Fourth Embodiment) FIG. 12 is a sectional view showing a configuration of a composite rotating electric machine 91 according to a fourth embodiment of the present invention. Note that the fourth embodiment has the same basic configuration as the composite rotating electric machine 71 corresponding to the third embodiment shown in FIG. 9, and the same components are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

【0067】同図にいおて、複合回転電機91は、複数
の単一コイル(以下、コイルという)からなるステータ
3と、円筒状のステータ3の外周に所定のギャップをお
いて第1ロータ93A,93A’が配置されて二重構造
を備えている。第1ロータ93A,93A’は、6対の
磁性体A,A’が配置されている。
In the figure, a composite rotating electric machine 91 includes a first rotor 3 having a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coils) and a first rotor 3 having a predetermined gap formed around the outer periphery of the cylindrical stator 3. 93A and 93A 'are arranged to provide a double structure. In the first rotor 93A, 93A ', six pairs of magnetic bodies A, A' are arranged.

【0068】次に、図13は、複合回転電機91の側面
断面図と複合回転電機91を制御するための制御装置1
07を示すブロック図である。同図にいおて、複合回転
電機91は、第1回転電機91aと第2回転電機91b
との複合体であり、両者はそれぞれ独立して回転するこ
ととする。
FIG. 13 is a side sectional view of the composite rotating electric machine 91 and a control device 1 for controlling the composite rotating electric machine 91.
It is a block diagram which shows 07. In the figure, a composite rotating electric machine 91 includes a first rotating electric machine 91a and a second rotating electric machine 91b.
, And both rotate independently.

【0069】ステータ3は、ケース(図示せず)に固定
されており、ステータ3の内部に設けられたコイル9は
それぞれ多相インバータ27の出力端子に接続されてい
る。また、第1ロータ93A,93A’の回転軸は、ベ
アリング95を介してステータ3に回転自在に支えられ
ている。なお、第1ロータ93A,93A’の回転軸
は、図示しないベアリングを介してケース(図示せず)
に回転自在に支えられていることとする。
The stator 3 is fixed to a case (not shown), and the coils 9 provided inside the stator 3 are connected to output terminals of the multi-phase inverter 27, respectively. The rotating shafts of the first rotors 93A and 93A 'are rotatably supported by the stator 3 via bearings 95. The rotating shafts of the first rotors 93A and 93A 'are connected to a case (not shown) via a bearing (not shown).
It is assumed that it is supported rotatably.

【0070】第2回転電機91bの基本的構造は、第1
回転電機91aと同様の同様の構造を有しているので、
両者の相異点のみ説明することとする。第1回転電機9
1aの第1ロータ93A’と第2回転電機91bの第2
ロータ101B’との間には、磁性体からなり第1ロー
タ93A’と一体となって回転する凹形状の磁気結合部
99aと、磁性体からなり第2ロータ101B’と一体
となって回転する凸形状の磁気結合部99bとが設けら
れている。なお、磁気結合部99a,99b間には、第
1ロータ93A’と第2ロータ101B’とが磁気結合
可能であり、かつそれぞれ独立して回転可能なようにギ
ャップが設けられている。また、磁気結合部99a,9
9bの回転軸は、図示しないベアリングを介してケース
(図示せず)にそれぞれ回転自在に支えられていること
とする。
The basic structure of the second rotating electric machine 91b is the first rotating electric machine 91b.
Since it has the same structure as the rotating electric machine 91a,
Only the differences between the two will be described. First rotating electric machine 9
1a of the first rotor 93A ′ and the second rotating electric machine 91b of the second
A concave magnetic coupling portion 99a made of a magnetic material and rotating integrally with the first rotor 93A 'is provided between the rotor 101B' and the rotor 101B ', and integrally formed with the second rotor 101B' and rotating. A convex magnetic coupling portion 99b is provided. A gap is provided between the magnetic coupling portions 99a and 99b so that the first rotor 93A 'and the second rotor 101B' can be magnetically coupled and can rotate independently of each other. Further, the magnetic coupling parts 99a, 99
The rotating shaft 9b is rotatably supported by a case (not shown) via a bearing (not shown).

【0071】励磁巻線L11,L12は、それぞれ第1
ロータ93Aと第2ロータ101Bの外周に配置されて
いる1対のコイルであり、励磁巻線L11,L12は昇
降圧チョッパ41に接続されている。励磁巻線制御部1
13は、電流センサ37で検出された電流ifoと、ステ
ータ制御部109,111で算出されたq軸電流iq
1,iq2 に基づいて、指令界磁電流ifoを算出し、さ
らに、この指令界磁電流ifoをON/OFFデューティ
Ton,Toff に変換して昇降圧チョッパ41に出力す
る。
The exciting windings L11 and L12 are respectively connected to the first windings.
The pair of coils is a pair of coils arranged on the outer periphery of the rotor 93A and the second rotor 101B, and the excitation windings L11 and L12 are connected to the step-up / step-down chopper 41. Excitation winding control unit 1
13 is a current ifo detected by the current sensor 37 and a q-axis current iq calculated by the stator control units 109 and 111.
A command field current ifo is calculated on the basis of 1,1q2, and the command field current ifo is further converted into ON / OFF duties Ton and Toff and output to the step-up / step-down chopper 41.

【0072】ステータ制御部109は、第1回転電機9
1aに対して与えられたトルク指令値T1と、第1ロー
タ93Aのロータ位置θ1に基づいて、第1ロータ93
A,93A’とステータ3との間でそれぞれ回転磁界が
発生するように複合電流指令値としてPWM信号を発生
する。また、ステータ制御部109は、各相出力電流i
1 〜i12に基づいてq軸電流iq1 を算出し、励磁巻線
制御部113に与える。なお、ステータ制御部111の
構成は、ステータ制御部109と同様であるので、その
説明を省略する。
The stator control unit 109 includes the first rotating electric machine 9
1a based on the torque command value T1 given to the first rotor 93a and the rotor position θ1 of the first rotor 93A.
A PWM signal is generated as a composite current command value so that a rotating magnetic field is generated between A, 93A 'and the stator 3, respectively. In addition, the stator control unit 109 controls each phase output current i
The q-axis current iq1 is calculated based on 1 to i12, and given to the excitation winding control unit 113. Note that the configuration of the stator control unit 111 is the same as that of the stator control unit 109, and a description thereof will be omitted.

【0073】次に、図13に示す複合回転電機91の磁
束の流れ方向を説明する。励磁巻線L11,L12に昇
降圧チョッパ41から励磁電流が加えられると、それぞ
れ励磁して磁束が発生する。界磁巻線L11で発生され
た磁束は、第1ロータ93A(N極)、第1ロータ93
Aとステータ3との間のギャップ、ステータ3、ステー
タ3と第1ロータ93A’との間のギャップ、第1ロー
タ93A’(S極)、第1ロータ93A’の磁気結合部
99a、第2ロータ101B’の磁気結合部99b、第
2ロータ101B’(N極)、第2ロータ101B’と
ステータ3との間のギャップ、ステータ3、ステータ3
と第2ロータ101B、第2ロータ101B(S極)を
介して励磁巻線L12に伝達されて磁束ループを形成す
る。この結果、第1ロータ93A,第2ロータ101B
はN極に励磁され、第1ロータ93A’,第2ロータ1
01BはS極に励磁され、両回転電機の全体では、それ
ぞれS極とN極とが交互に6極対だけ励磁される。
Next, the flow direction of the magnetic flux of the composite rotating electric machine 91 shown in FIG. 13 will be described. When an exciting current is applied to the exciting windings L11 and L12 from the step-up / step-down chopper 41, each is excited to generate a magnetic flux. The magnetic flux generated by the field winding L11 is transmitted to the first rotor 93A (N pole) and the first rotor 93A.
A, the gap between the stator 3, the stator 3, the gap between the stator 3 and the first rotor 93 A ′, the first rotor 93 A ′ (S pole), the magnetic coupling portion 99 a of the first rotor 93 A ′, the second Magnetic coupling portion 99b of rotor 101B ', second rotor 101B' (N pole), gap between second rotor 101B 'and stator 3, stator 3, stator 3
Is transmitted to the exciting winding L12 via the second rotor 101B and the second rotor 101B (S-pole) to form a magnetic flux loop. As a result, the first rotor 93A and the second rotor 101B
Are excited to the N pole, and the first rotor 93A 'and the second rotor 1
01B is excited to the S pole, and in the whole of the two rotating electric machines, the S pole and the N pole are alternately excited by 6 pole pairs.

【0074】次に、図13を参照して、複合回転電機9
1と制御装置107の動作を説明する。まず、起動時に
は、励磁巻線制御部85は、指令界磁電流ifoに対して
予め定められた初期値を設定し、さらに、この指令界磁
電流ifoをON/OFFデューティTon,Toff に変換
して昇降圧チョッパ41に出力する。
Next, referring to FIG.
1 and the operation of the control device 107 will be described. First, at the time of startup, the excitation winding control unit 85 sets a predetermined initial value for the command field current ifo, and further converts the command field current ifo into ON / OFF duties Ton and Toff. And outputs it to the step-up / step-down chopper 41.

【0075】そして、昇降圧チョッパ41は、励磁巻線
制御部113から与えられたON/OFFデューティT
on,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流を第1ロータ9
3A,第2ロータ101Bに設けられた励磁巻線L1
1,L12に供給する。
The step-up / step-down chopper 41 uses the ON / OFF duty T given from the exciting winding control unit 113.
A plurality of transistors provided inside are controlled according to on and Toff, and the voltage supplied from the battery 29 is stepped up or stepped down to output an output current to the first rotor 9.
3A, excitation winding L1 provided on second rotor 101B
1, supply to L12.

【0076】この結果、第1ロータ93A,第2ロータ
101Bに設けられた励磁巻線L11,L12に電流が
供給され、それぞれの励磁巻線が励磁され、磁性体から
なる第1ロータ93A,93A’,第2ロータ101
B’,101BがそれぞれN極,S極に励磁される。
As a result, current is supplied to the excitation windings L11 and L12 provided on the first rotor 93A and the second rotor 101B, and the respective excitation windings are excited, and the first rotors 93A and 93A made of a magnetic material are excited. ', The second rotor 101
B ′ and 101B are excited to N-pole and S-pole, respectively.

【0077】同時に、ステータ制御部25は、回転電機
91aに対して与えられたトルク指令値T1と、ロータ
位置θ1に基づいて、第1ロータ93A,93A’とス
テータ3との間で回転磁界が発生するように複合電流指
令値としてPWM信号を発生する。そして、多相インバ
ータ27は、ステータ制御部25から与えられるPWM
信号に基づいて、バッテリ29から供給される直流電流
を交流電流に変換し、ステータ3に設けられたコイル9
に複合電流1〜I12を供給する。
At the same time, based on the torque command value T1 given to the rotating electric machine 91a and the rotor position θ1, the stator control section 25 generates a rotating magnetic field between the first rotors 93A, 93A 'and the stator 3. A PWM signal is generated as a composite current command value to be generated. The multi-phase inverter 27 is provided with a PWM signal supplied from the stator control unit 25.
Based on the signal, the DC current supplied from the battery 29 is converted into an AC current, and the coil 9 provided on the stator 3
Are supplied with composite currents 1 to I12.

【0078】この結果、それぞれ励磁された第1ロータ
93A,93A’とステータ3との間、第2ロータ10
1B,101B’とステータ3との間でそれぞれ回転磁
界が発生され、回転電機91a,91bがそれぞれ回転
を開始する。
As a result, between the excited first rotors 93A, 93A 'and the stator 3, the second rotor
A rotating magnetic field is generated between 1B, 101B 'and stator 3, respectively, and rotating electric machines 91a, 91b start rotating, respectively.

【0079】ここで、多相インバータ27に設けられた
各相のブリッジ型インバータの出力端子には、それぞれ
電流センサが設けられているので、これらの電流センサ
から出力電流i1 〜i12がステータ制御部109,11
1に出力される。
Here, current sensors are provided at the output terminals of the bridge type inverters of each phase provided in the multi-phase inverter 27, and the output currents i1 to i12 are output from these current sensors to the stator control section. 109, 11
1 is output.

【0080】そして、ステータ制御部109,111
は、各相出力電流i1 〜i12に基づいてq軸電流iq1,
iq2をそれぞれ算出し、励磁巻線制御部113に与え
る。
Then, the stator control units 109 and 111
Is a q-axis current iq1, based on each phase output current i1 to i12.
iq2 is calculated and given to the excitation winding control unit 113.

【0081】そして、励磁巻線制御部113は、電流セ
ンサ37で検出された電流ifoと、ステータ制御部10
9,111で算出されたq軸電流iq1,iq2に基づい
て、回転電機91a、91bの実際のトルクτ1 ,τ2
を求める。
Then, the exciting winding controller 113 compares the current ifo detected by the current sensor 37 with the stator controller 10.
Based on the q-axis currents iq1 and iq2 calculated in steps 9 and 111, the actual torques τ1 and τ2 of the rotary electric machines 91a and 91b are determined.
Ask for.

【0082】[0082]

【数4】τ1 ∝ifo×iq1 ,τ2 ∝ifo×iq2 そして、回転電機91a、91bに対して与えられたト
ルク指令値T1,T2に実際のトルクτ1 ,τ2 がなる
ような指令界磁電流ifoを算出し、さらに、この指令界
磁電流ifoをON/OFFデューティTon,Toff に変
換して昇降圧チョッパ41に出力する。そして、昇降圧
チョッパ41から回転電機91a,91bに設けられた
励磁巻線L11,L12に電流が供給され、それぞれの
励磁巻線による磁界が変更され、この結果、回転電機9
1a,91bはトルク指令値T1,T2 に応じて回転す
るようになる。
Τ 1 ∝ifo × iq 1, τ 2 ∝ifo iq 2 Then, the command field current ifo such that the torque command values T 1 and T 2 given to the rotating electric machines 91 a and 91 b become the actual torques τ 1 and τ 2, respectively. Is calculated, and the command field current ifo is converted into ON / OFF duties Ton and Toff and output to the step-up / step-down chopper 41. Then, a current is supplied from the step-up / step-down chopper 41 to the exciting windings L11 and L12 provided in the rotating electric machines 91a and 91b, and the magnetic fields generated by the respective exciting windings are changed.
1a and 91b rotate according to the torque command values T1 and T2.

【0083】本発明の第4の実施の形態に関する効果と
しては、外側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形
状をなす磁性体からなり、縦列接続された外側ロータの
外周の両端部に1対の界磁巻線を有することで、1対の
界磁巻線に界磁電流を供給して磁性体を励磁するので回
転軸方向に各外側ロータ上に1対の磁極を形成でき、さ
らに、この磁性体がクロー型形状をなすので、各外側ロ
ータ上に磁極を形成することができる。この結果、無励
磁分のリラクタンストルクによるトルク変動を低減でき
て動作範囲が広くすることができる。
The effect of the fourth embodiment of the present invention is that the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and one end is provided at both ends of the outer periphery of the cascade-connected outer rotor. By having a pair of field windings, a field current is supplied to the pair of field windings to excite the magnetic material, so that a pair of magnetic poles can be formed on each outer rotor in the direction of the rotation axis. Since the magnetic body has a claw shape, a magnetic pole can be formed on each outer rotor. As a result, the torque fluctuation due to the reluctance torque for the non-excitation can be reduced, and the operation range can be widened.

【0084】また、界磁巻線に直流電源を供給する昇降
圧チョッパを有することで、回転電機の運転時にのみ界
磁巻線を励磁することができ、ロータに用いる永久磁石
の劣化を防止することができる。
Further, by providing a step-up / step-down chopper for supplying DC power to the field winding, the field winding can be excited only during operation of the rotating electric machine, thereby preventing deterioration of the permanent magnet used for the rotor. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る複合回転電機
1の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a composite rotating electric machine 1 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】複合回転電機1の内側回転軸15の構成を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an inner rotating shaft 15 of the composite rotating electric machine 1.

【図3】複合回転電機1の外側回転軸17の構成を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an outer rotating shaft 17 of the composite rotating electric machine 1.

【図4】複合回転電機1の側面断面図と複合回転電機1
を制御するための制御装置24を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a side sectional view of the composite rotating electric machine 1 and the composite rotating electric machine 1;
FIG. 2 is a block diagram showing a control device 24 for controlling the control.

【図5】本発明の第2の実施の形態に係る複合回転電機
51の構成を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a compound rotating electric machine 51 according to a second embodiment of the present invention.

【図6】複合回転電機51の外側回転軸59の構成を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an outer rotating shaft 59 of the composite rotating electric machine 51.

【図7】複合回転電機51の側面断面図と複合回転電機
51を制御するための制御装置61を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a side sectional view of the composite electric rotating machine 51 and a block diagram showing a control device 61 for controlling the composite electric rotating machine 51.

【図8】SW1の設定状態と外側ロータ55の各外側界
磁巻線に加えられる電圧の極性との関係を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a setting state of SW1 and a polarity of a voltage applied to each outer field winding of the outer rotor 55.

【図9】本発明の第3の実施の形態に係る複合回転電機
71の構成を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a compound rotating electric machine 71 according to a third embodiment of the present invention.

【図10】複合回転電機71の回転軸方向の断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the composite rotating electric machine 71 in a rotation axis direction.

【図11】複合回転電機71の側面断面図と複合回転電
機71を制御するための制御装置83を示すブロック図
である。
11 is a block diagram showing a side sectional view of the composite rotating electric machine 71 and a control device 83 for controlling the composite rotating electric machine 71. FIG.

【図12】本発明の第4の実施の形態に係る複合回転電
機91の構成を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a compound rotating electric machine 91 according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】複合回転電機91の側面断面図と複合回転電
機91を制御するための制御装置107を示すブロック
図である。
FIG. 13 is a side sectional view of the composite rotating electric machine 91 and a block diagram showing a control device 107 for controlling the composite rotating electric machine 91.

【図14】従来の複合回転電機の回転軸方向の断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional composite electric rotating machine in a rotation axis direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51,71,91 複合回転電機 3 ステータ 5,55,73 外側ロータ 7,57,75,77 内側ロータ 15 内側回転軸 17 外側回転軸 21 外側ロータ位置センサ 23 内側ロータ位置センサ 24,61,83,107 制御装置 25,109,111 ステータ制御部 27 多相インバータ 29 バッテリ 31 電流センサ 33 内側ロータ制御部 35 昇降圧チョッパ 39 外側ロータ制御部 91a,91b 回転電機 97,105 ロータ位置センサ Li1,Li2 内側界磁巻線 Lo1〜Lo4 外側界磁巻線 SL1,SL2,SL3,SL4 スリップリング 1, 51, 71, 91 composite rotating electric machine 3 stator 5, 55, 73 outer rotor 7, 57, 75, 77 inner rotor 15 inner rotating shaft 17 outer rotating shaft 21 outer rotor position sensor 23 inner rotor position sensor 24, 61, 83, 107 control device 25, 109, 111 stator control unit 27 polyphase inverter 29 battery 31 current sensor 33 inner rotor control unit 35 step-up / step-down chopper 39 outer rotor control unit 91a, 91b rotating electric machine 97, 105 rotor position sensor Li1, Li2 Inner field winding Lo1 to Lo4 Outer field winding SL1, SL2, SL3, SL4 Slip ring

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステータの内周及び外周に設けられ異な
る回転軸に接続された2つのロータからなる三重構造を
備え、前記ステータに単一のコイルを形成し、該単一の
コイルに前記ロータの数と同数の回転磁場が発生するよ
うに複合電流を流すようにした複合回転電機において、 少なくとも1つ以上の前記ロータは、界磁巻線を有する
ことを特徴とする複合回転電機。
1. A triple structure comprising two rotors provided on an inner circumference and an outer circumference of a stator and connected to different rotation shafts, a single coil is formed on the stator, and the rotor is mounted on the single coil. A composite rotating electric machine in which a composite current is caused to flow so as to generate the same number of rotating magnetic fields as in (1), wherein at least one or more of the rotors has a field winding.
【請求項2】 前記界磁巻線は、 前記ロータの回転軸に設けられたスリップリングに接続
されることを特徴とする請求項1記載の複合回転電機。
2. The composite rotating electric machine according to claim 1, wherein said field winding is connected to a slip ring provided on a rotating shaft of said rotor.
【請求項3】 前記界磁巻線は、 前記ロータ上で発生する極対数の組み合わせを変更可能
であることを特徴とする請求項1記載の複合回転電機。
3. The composite rotating electric machine according to claim 1, wherein the field winding can change a combination of the number of pole pairs generated on the rotor.
【請求項4】 ステータの内周及び外周に設けられ異な
る回転軸に接続された内側ロータと外側ロータからなる
三重構造を備え、前記ステータに単一のコイルを形成
し、該単一のコイルに前記内側ロータと外側ロータの数
と同数の回転磁場が発生するように複合電流を流すよう
にした複合回転電機において、 前記外側ロータは、 回転軸方向に対してクロー型形状をなす磁性体からな
り、 外側ロータの外周の両端部に1対の界磁巻線を有するこ
とを特徴とする複合回転電機。
4. A triple structure comprising an inner rotor and an outer rotor provided on the inner and outer circumferences of the stator and connected to different rotating shafts, a single coil is formed on the stator, and the single coil is formed on the single coil. In a composite rotating electric machine wherein a composite current is caused to flow so as to generate the same number of rotating magnetic fields as the number of the inner rotor and the outer rotor, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to a rotation axis direction. A composite rotating electric machine having a pair of field windings at both ends on the outer periphery of an outer rotor.
【請求項5】 ステータの外周に設けられ回転軸に接続
された外側ロータを有する2つの回転電機をそれぞれ独
立して回転可能に縦列接続し、前記ステータに単一のコ
イルを形成し、該単一のコイルに前記外側ロータの数と
同数の回転磁場が発生するように複合電流を流すように
した複合回転電機において、 前記外側ロータは、 回転軸方向に対してクロー型形状をなす磁性体からな
り、 縦列接続された外側ロータの外周の両端部に1対の界磁
巻線を有することを特徴とする複合回転電機。
5. A rotating machine having an outer rotor provided on an outer periphery of a stator and connected to a rotating shaft is cascaded independently and rotatably, and a single coil is formed on the stator. In a composite rotating electric machine in which a composite current flows so as to generate the same number of rotating magnetic fields as the number of the outer rotors in one coil, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to a rotation axis direction. A composite rotating electric machine having a pair of field windings at both ends of the outer periphery of an outer rotor connected in cascade.
【請求項6】 前記界磁巻線に直流電源を供給する直流
電源を有することを特徴とする請求項4または5いずれ
か1項に記載の複合回転電機。
6. The composite rotating electric machine according to claim 4, further comprising a DC power supply for supplying a DC power to the field winding.
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