JP2001275396A

JP2001275396A - 回転電機の制御装置

Info

Publication number: JP2001275396A
Application number: JP2000091510A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Minagawa; 裕介皆川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-05
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP3637837B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気カップリングで駆動できる機能と各ロータ
を独立制御できる機能とを合わせ持った回転電機の制御
装置を提供する。【解決手段】ステータ２２を共有する２個のロータ２
１、２３を備え、ステータコイルに流す複合電流をロー
タ数と同数の回転磁場が発生するように制御する回転電
機であって、２個のロータは永久磁石を１対１極対数比
とし、かつ一方のロータには４個の励磁コイルＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄを備えた回転電機を用い、制御装置は、永久磁石
による磁極と励磁コイルによる磁極とが異極で隣合うよ
うに励磁することによって３対１極対数比で動作させる
モードと、永久磁石による磁極と励磁コイルによる磁極
とが同極で隣合うように励磁するか、若しくは励磁コイ
ルに電流を流さないことによって１対１極対数比で動作
させるモードとを切り換えて制御するように構成した回
転電機の制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２個のロータを
備えた複合型の回転電機およびそれを用いた駆動システ
ムに関し、特に一方のロータをジェネレータとして動作
させ、他方のロータをモータとして動作させる際に好適
な構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】複合型の回転電機としては、特開平１１
−２７５８２６号公報に記載された装置（本願出願人の
先願発明）ものがある。この回転電機は、中空円筒状の
ステータの内側と外側に所定のギャップをおいて中空円
筒状の外側ロータと内側ロータとが配置された構造にな
っている。そして外側ロータ軸と内側ロータ軸は同一軸
上に並ぶように配置され、外側ロータと内側ロータは同
軸上でそれぞれ独立に回転出来るようになっている（後
記図７で詳細後述）。そして上記ステータに設けたコイ
ルに流す複合電流を前記ロータの数と同数の回転磁場が
発生するように制御することにより、２個のロータを独
立に制御することが出来る。前記公報においては２個の
ロータの極対数比が１対１極対数比、３対１極対数比、
２対１極対数比の場合における回転電機として成立でき
る旨が記載されている。なお、極対数比とは一方のロー
タと他方のロータの磁極対（ＮとＳで１対）の数の比を
示す。例えば、１対１極対数比とは一方のロータの磁極
対（ＮＳ）の数と他方のロータの磁極対の数とが同じ
（ＮＳ１組とＮＳ１組やＮＳ２組とＮＳ２組）の場合、
３対１極対数比とは一方のロータがＮＳ３組または６組
で他方ロータがＮＳ１組または２組（極対数比は何れも
３：１）のような場合を示す。上記のごとき回転電機に
おいては、一方のロータをジェネレータとして、他方の
ロータをモータとして運転する場合、いわゆるハイブリ
ッドシステムとして動作させる場合に、発電電力とモー
タ駆動電力との差の分の電流を共通のコイルに流すだけ
でよいので、効率を大幅に向上させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとき回転電機
において、１対１極対数比の構成では、磁気カップリン
グ効果が有るので、両方のロータを同速度（回転角速度
ω１＝ω２）で回転させる場合には、ステータのコイル
に電流を流さないで直結状態で駆動することも出来る
（磁気カップリングモード：詳細後述）という利点があ
る。また、ロータが逆転（二つのロータが相互に逆方向
に回る）する逆転モード（詳細後述）もある。しかし、
磁気カップリングのために、一方のロータを回転させる
と他方のロータも回転するので意図しない場合に内燃機
関や車両が動き出すおそれがあり、また、逆転モードの
ために内燃機関や車両の駆動軸が逆転するおそれもある
ので、いわゆるハイブリット用モータとして構成しにく
いという問題があった。

【０００４】本発明は上記のごとき問題を解決するため
になされたものであり、磁気カップリングで直結状態で
駆動できるモードと、各ロータを独立に回転制御できる
モードとを切り換えて制御する機能を持った回転電機の
制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては特許請求の範囲に記載するように
構成している。すなわち、請求項１に記載の発明におい
ては、２個のロータは磁極を形成する永久磁石を１対１
極対数比とし、かつ、何れか一方のロータには２ｎ個
（ｎ＝１，２，３，…）の励磁コイルを備えた回転電機
を用い、制御装置は、永久磁石による磁極と励磁コイル
による磁極とが異極で隣合うように励磁することによっ
て前記回転電機を（ｎ＋１）対１極対数比で動作させる
モードと、永久磁石による磁極と励磁コイルによる磁極
とが同極で隣合うように励磁するか、若しくは励磁コイ
ルに電流を流さないことによって回転電機を１対１極対
数比で動作させるモードとを切り換えて制御するように
構成している。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、前記２つ
のモードを２個のロータの回転速度の相互関係に応じて
切り換えるものであり、請求項３および請求項４におい
ては、それらの詳細な構成を示している。また、請求項
５においては、１対１極対数比モードと（ｎ＋１）対１
極対数比モードとの切り換え時の制御を記載し、請求項
６においては、１対１極対数比モードの場合には、励磁
コイルの励磁電流を目標伝達トルクに応じて制御するよ
うに構成している。

【０００７】

【発明の効果】請求項１においては、一方のロータに設
けた励磁コイルの電流をオンオフするかまたは電流の方
向を切り換えることにより、１対１極対数比モードと
（ｎ＋１）対１極対数比モードとに切り換えて動作させ
ることが出来る。そして（ｎ＋１）対１極対数比モード
の場合には二つのロータを独立して制御することが出
来、かつ、磁気カップリングモードや逆転モードはな
い。また、１対１極対数比モードの場合には磁気カップ
リングモードがあるので、例えば一方のロータを駆動装
置で駆動して他方のロータを同速で回転させる場合には
ステータコイルに電流を流さなくてもよい。したがっ
て、例えば一方のロータ軸を内燃機関に接続し、他方の
ロータ軸を車軸に接続し、車両の動作状態に応じて両者
を適宜切り換え動作させれば、良好な特性のみを利用出
来る、という効果が得られる。

【０００８】また、請求項２〜４においては、２つのロ
ータの回転速度に応じて１対１極対数比モードと（ｎ＋
１）対１極対数比モードとを切り換えることにより、そ
れぞれのモードの特性に適応した動作を行わせる。すな
わち、起動時や同期運転からの切り換え時には、制御性
が良く、かつ起動トルクの大きな（ｎ＋１）対１極対数
比モードを用い、磁気カップリング効果を有効に利用で
きる状態では１対１極対数比モードにすることができ
る。

【０００９】また、請求項５においては、２つのモード
の切り換えを円滑に行うことができ、請求項６において
は、伝達トルクに応じて励磁電流を変えることにより、
効率を向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、本発明を適用する回転電機
の例として、本出願人が以前に出願した特開平１１−２
７５８２６号公報記載の回転電機の構造、およびその駆
動回路について説明する。

【００１１】図１４は、上記公報記載の回転電機の構造
を示す図であり、（ａ）は回転電機全体の概略断面図、
（ｂ）はロータとステータ部分の断面図〔（ａ）のＡ−
Ａ’断面図、ただし軸や外枠部分は除き、ロータとステ
ータのみを示す〕である。なお、図１４は外側ロータの
磁極数が４、内側ロータの磁極数が２で、その比である
磁極数比が２：１の場合を示している。なお、ロータに
設けた磁極の対（ＮとＳで１対）の数である極対数で示
せば、外側ロータは極対数が２、内側ロータは極対数が
１であり、両者の比である極対数比はやはり２：１とな
る。

【００１２】図１４において、中空円筒状のステータ２
の外側と内側に所定のギャップをおいて中空円筒状の外
側ロータ３と内側ロータ４が配置され、３層構造になっ
ている。また、内側ロータ軸９と外側ロータ軸１０とは
同一の軸上に並ぶように設けられ、内側ロータ４と外側
ロータ３は同軸上でそれぞれ独立に回転出来るようにな
っている。なお、軸受等は図示を省略している。

【００１３】内側ロータ４は半周をＳ極、もう半周をＮ
極とした一対の永久磁石で形成され、これに対して、外
側ロータ３は内側ロータ４の一極当たり２倍の極数を持
つように永久磁石が配置される。つまり、外側ロータ３
のＳ極、Ｎ極は各２個であり、９０度毎にＳ極とＮ極が
入れ替わるように構成されている。このように各ロータ
３、４の磁極を配置すると、内側ロータ４の磁石は外側
ロータ３の磁石により回転力を与えられることがなく、
この逆に外側ロータ３の磁石が内側ロータ４の磁石によ
り回転力を与えられることもない。

【００１４】たとえば、内側ロータ４の磁石が外側ロー
タ３に及ぼす影響を考えてみる。簡単のため内側ロータ
４は固定して考える。まず、内側ロータ４のＳ極とこれ
に対峙する外側ロータ３の上側磁石ＳＮとの関係におい
て、図示の状態で仮に内側ロータ４のＳ極が出す磁力を
受けて、外側ロータの上側磁石ＳＮが時計方向に回転し
ようとしたとすると、内側ロータ４のＮ極とこれに対峙
する外側ロータ３の下側磁石ＳＮとの関係においては、
内側ロータ４のＮ極により外側ロータ３の下側磁石ＳＮ
が反時計方向に回転しようとする。つまり、内側ロータ
４のＳ極が外側ロータ３の上側磁石に及ぼす磁力と内側
ロータ４のＮ極が外側ロータ３の下側磁石に及ぼす磁力
とがちょうど相殺することになり、外側ロータ３は内側
ロータ４と関係なく、ステータ２との関係だけで制御可
能となるわけである。このことは、後述するようにステ
ータコイルに発生する回転磁場とロータとの間でも同じ
である。

【００１５】ステータ２のコイルは、外側ロータ３の１
磁極当たり３個のコイル６で構成され、合計１２個（＝
３×４）のコイル６が同一の円周上に等分に配置されて
いる。丸で囲んだ数字はそれぞれコイルの巻線を示し、
例えば１と１とが１つのコイルを形成し、それぞれ電流
の方向が逆なことを示している。すなわち、１は紙面方
向へ電流の流れる巻線であり、１はその逆方向に電流の
流れる巻線である。この場合の巻線方法は集中巻であ
る。

【００１６】また、７はコイルが巻回されるコアで、コ
イル６と同数のコア７が円周上に等分に所定の間隔（ギ
ャップ）８をおいて配列されている。なお、後述するよ
うに、１２個のコイルは番号で区別しており、この場合
に６番目のコイルという意味でコイル６が出てくる。上
記のコイル６という表現と紛らわしいが、意味するとこ
ろは異なっている。

【００１７】これら１２個のコイルには次のような複合
電流Ｉ_１〜Ｉ_１２を流す。まず内側ロータ４に対する回
転磁場を発生させる電流（三相交流）を流すため、
［１，２］＝［７，８］、［３，４］＝［９，１０］、
［５，６］＝［１１，１２］の３組のコイルに１２０度
ずつ位相のずれた電流Ｉｄ、Ｉｆ、Ｉｅを設定する。こ
こで、番号の下に付けたアンダーラインは反対方向に電
流を流すことを意味させている。たとえば、１組のコイ
ル［１，２］＝［７，８］に電流Ｉｄを流すとは、コイ
ル１からコイル７に向けてＩｄの半分の電流を、かつコ
イル２からコイル８に向けてＩｄのもう半分の電流を流
すことに相当する。１と２、７と８が円周上でそれぞれ
近い位置にあるので、この電流供給により、内側ロータ
４の磁極と同数（２極）の回転磁場を生じさせることが
可能となる。

【００１８】次に、外側ロータ３に対する回転磁場を発
生させる電流（三相交流）を流すため、［１］＝［４］
＝［７］＝［１０］、［２］＝［５］＝［８］＝［１
１］、［３］＝［６］＝［９］＝［１２］の３組のコイ
ルに１２０度ずつ位相がずれた電流Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｂを
設定する。たとえば、１組のコイル［１］＝［４］＝
［７］＝［１０］に電流Ｉａを流すとは、コイル１から
コイル４にＩａの電流をかつコイル７からコイル１０に
向けてもＩａの電流を流すことに相当する。コイル１と
７、コイル４と１０がそれぞれ円周上の１８０度ずつ離
れた位置にあるため、この電流供給により、外側ロータ
３の磁極と同数（４極）の回転磁場を生じさせることが
できる。この結果、１２個のコイルには次の各複合電流
Ｉ_１〜Ｉ_１２を流せばよいことになる。 I_１＝(1/2)Id＋Ia I_２＝(1/2)Id＋Ic I_３＝(1/2)If＋Ib I_４＝(1/2)If＋Ia I_５＝(1/2)Ie＋Ic I_６＝(1/2)Ie＋Ib I_７＝(1/2)Id＋Ia I_８＝(1/2)Id＋Ic I_９＝(1/2)If＋Ib I_１０＝(1/2)If＋Ia I_１１＝(1/2)Ie＋Ic I_１２＝(1/2)Ie＋Ib ただし、電流記号の下につけたアンダーラインは逆向き
の電流であることを表している。

【００１９】さらに図１５を参照して複合電流の設定を
説明すると、図１５は、図１４との比較のため、ステー
タ２の内周側と外周側に各ロータに対して別々の回転磁
場を発生させる専用のコイルを配置したものである。つ
まり、内周側コイルｄ、ｆ、ｅの配列が内側ロータに対
する回転磁場を、また外周側コイルａ、ｃ、ｂの配列が
外側ロータに対する回転磁場を発生する。この場合に、
２つの専用コイルを共通化して、図１４に示した共通の
コイルに再構成するには、内周側コイルのうち、コイル
ｄに流す電流の半分ずつをコイルｄの近くにあるコイル
ａとｃに負担させ、同様にして、コイルｆに流す電流の
半分ずつをコイルｆの近くにあるコイルｂとａに、また
コイルｅに流す電流の半分ずつをコイルｅの近くにある
コイルｃとｂに負担させればよいわけである。上記複合
電流Ｉ_１〜Ｉ_１２の式はこのような考え方を数式に表し
たものある。なお、電流設定の方法はこれに限られるも
のでなく、前記特開平１１−２７５８２６号公報に記載
のように、他の電流設定方法でもかまわない。

【００２０】このように電流設定を行うと、共通のコイ
ルでありながら、内側ロータ４に対する回転磁場と外側
ロータ３に対する回転磁場との２つの磁場が同時に発生
するが、内側ロータ４の磁石は外側ロータ３に対する回
転磁場により回転力を与えられることがなく、また外側
ロータ３の磁石が内側ロータ４に対する回転磁場により
回転力を与えられることもない。この点は前記特開平１
１−２７５８２６号公報に記載のように、理論解析で証
明されている。

【００２１】上記Ｉｄ、Ｉｆ、Ｉｅの電流設定は内側ロ
ータ４の回転に同期して、また上記Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｂの
電流設定は外側ロータ３の回転に同期してそれぞれ行
う。トルクの方向に対して位相の進み遅れを設定する
が、これは同期モータに対する場合と同じである。

【００２２】図１６は上記回転電機を制御するための回
路のブロック図である。上記複合電流Ｉ_１〜Ｉ_１２をス
テータコイルに供給するため、バッテリなどの電源１１
からの直流電流を交流電流に変換するインバータ１２を
備える。瞬時電流の全ての和は０になるためこのインバ
ータ１２は、図１７に詳細を示したように、通常の３相
ブリッジ型インバータを１２相にしたものと同じで、２
４（＝１２×２）個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ２４と
このトランジスタと同数のダイオードから構成される。
インバータ１２の各ゲート（トランジスタのベース）に
与えるＯＮ、ＯＦＦ信号はＰＷＭ信号である。

【００２３】各ロータ３、４を同期回転させるため、各
ロータ３、４の位相を検出する回転角センサ１３、１４
が設けられ、これらセンサ１３、１４からの信号が入力
される制御回路１５では、外側ロータ３、内側ロータ４
に対する必要トルク（正負あり）のデータ（必要トルク
指令）に基づいてＰＷＭ信号を発生させる。

【００２４】このように、前記特開平１１−２７５８２
６号公報に記載の回転電機においては、２つのロータ
３、４と１つのステータ２を三層構造かつ同一の軸上に
構成すると共に、ステータ２に共通のコイル６を形成
し、この共通のコイル６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たことから、
ロータの一方をモータとして、残りをジェネレータとし
て運転する場合に、モータ駆動電力と発電電力の差の分
の電流を共通のコイルに流すだけでよいので、効率を大
幅に向上させることができる。

【００２５】また、２つのロータに対してインバータが
１つでよくなり、さらにロータの一方をモータとして、
残りをジェネレータとして運転する場合には、上記のよ
うに、モータ駆動電力と発電電力の差の分の電流を共通
のコイルに流すだけでよくなることから、インバータの
電力スイッチングトランジスタのキャパシタンスを減ら
すことができ、これによってスイッチング効率が向上
し、より全体効率が向上する。

【００２６】これまでの説明は、極対数比が２：１の場
合について主に説明したが、極対数比が１：１の場合、
すなわち、外側ロータと内側ロータの極対数が同数の場
合には、特殊な動作特性が生じる。以下説明する。前記
特開平１１−２７５８２６号公報の（８）式および
（９）式は下記のようになる。 f_１=-μIm_１｛Im_２・sin((ω_２-ω_１)t-α)-(3/2)n・Ic・sin(β)｝ …（８） f_２= μIm_２｛Im_１・sin((ω_１-ω_２)t-α)-(3/2)n・Ic・sin((ω_１-ω_２)t-α-β) ｝ …（９）ただし、ｆ_１：外側ロータの駆動力ｆ_２：内側ロータの駆動力Ｉｍ_１：外側ロータの磁石の等価直流電流Ｉｍ_２：内側ロータの磁石の等価直流電流Ｉｃ：ステータコイルの電流 ω_１：外側ロータの回転角速度 ω_２：内側ロータの回転角速度 α：２つのロータの磁極の位相角 β：電流の位相差 μ：透磁率ｎ：コイル定数上記（８）式、（９）式において、まず、ステータコイ
ルに回転磁界を発生する電流Ｉｃを流した場合に、両ロ
ータの駆動力ｆ_１とｆ_２を考察する。

【００２７】ステータコイルの電流Ｉｃ・ｓｉｎβによ
る駆動力ｆ_１、ｆ_２は外側ロータと内側ロータとの位相
角αによって変化するので、以下、α＝０の場合とα＝
πの場合とに分けて説明する。なお、α＝０とは図２
（ａ）に示すように、二つのロータの磁極が同極（Ｎ−
ＮとＳ−Ｓ）で対面している状態であり、α＝πとは図
２（ｂ）に示すように、二つのロータの磁極が異極（Ｎ
−Ｓ）で対面している状態である。

【００２８】式を簡単にするために、ω_１＝ω_２とすれ
ば、（８）式、（９）式から、 f_１=-μIm_１｛Im_２・sin(-α)-(3/2)n・Ic・sin(β)｝ …（数１）式 f_２= μIm_２｛Im_１・sin(-α)-(3/2)n・Ic・sin(-α-β)｝ …（数２）式 α＝０の場合（数１）式、（数２）式においてα＝０とすれば、下記
（数３）式、（数４）式のようになる。 f_１=-μIm_１｛-(3/2)n・Ic・sin(β)｝ =μIm_１・(3/2)n・Ic・sin(β)…（数３）式 f_２= μIm_２｛-(3/2)n・Ic・sin(-β)｝=μIm_２・(3/2)n・Ic・sin(β)…（数４）式よってμIm_１＝μIm_２とすれば、ｆ_１＝ｆ_２となる。上
記のように、α＝０の場合にはｆ_１＝ｆ_２となるので、
二つのロータは同じ方向に駆動力を受け、同じ方向に回
転する。

【００２９】α＝πの場合（数１）式、（数２）式においてα＝πとすれば、下記
（数５）式、（数６）式のようになる。 f_１=μIm_１・(3/2)n・Ic・sinβ …（数５）式 f_２=μIm_２・(3/2)n・Ic・sin(-π-β)=-μIm_２・(3/2)n・Ic・sinβ …（数６）式よってμIm_１＝μIm_２とすれば、ｆ_１＝−ｆ_２となる。
上記のようにα＝πの場合には、ｆ_１＝−ｆ_２となるの
で、二つのロータは逆方向に駆動力を受け、相互に逆方
向に回転する。これが逆転モードである。

【００３０】上記のようにステータコイルに電流を流し
て駆動する場合には、位相角αの値に応じて、正転モー
ドと逆転モードとがある。

【００３１】次に、ステータコイルに電流を流さない場
合、すなわちＩｃ＝０の場合について説明する。Ｉｃ＝
０の場合は前記（８）式、（９）式から下記（数７）
式、（数８）式のようになる。 f_１=-μIm_１｛Im_２・sin((ω_２-ω_１)t-α)｝ …（数７）式 f_２= μIm_２｛Im_１・sin((ω_１-ω_２)t-α)｝ …（数８）式（数７）式、（数８）式において、ω_１＝ω_２とすれ
ば、 f_１=-μIm_１｛Im_２・sin(-α)｝ …（数９）式 f_２= μIm_２｛Im_１・sin(-α)｝ …（数１０）式となり、常にｆ_１＝−ｆ_２となる。これは一見、逆方向
に回転するように見えるが、実際には二つのロータ間に
位相角αを与えた場合にα＝０の位置に戻ろうする力を
示す。つまり一方のロータに外部から機械的な力を加え
ると、αが０からずれて、これを修正する力ｆ_１が発生
し、同様に他方のロータにも修正方向である反対側の力
ｆ_２が働くということである。したがって一方のロータ
を外部から機械的に回転させると他方のロータもα＝０
を保つように同じ方向に回転することになる。これが磁
気カップリングであり、ステータコイルに電流を流さな
い状態で、例えば外側ロータを内燃機関で駆動すれば、
同方向に内側ロータを回転させることが出来る。

【００３２】上記のように１対１極対数比の場合には、
位相角α＝０でステータコイルに電流を流さない状態で
一方のロータを外部から機械的に駆動すれば、磁気カッ
プリングモードとなり、ステータのコイルに電流を流さ
ないで、他方のロータを直結状態（同速度）で駆動する
ことが出来る。また、２つのロータの磁石の位相角α＝
πの場合は逆転モードとなり、外側ロータと内側ロータ
とが逆方向に回転することになる。

【００３３】上記のような複合型の回転電機をハイブリ
ッド車両に搭載し、一方のロータを内燃機関で駆動して
発電し、その電力をステータコイルに流して他方のロー
タを回転させ、それで車両を駆動するシステムにおい
て、内燃機関の始動時に、上記の内燃機関に結合された
ロータをスタータモータとして始動を行うように構成し
た場合に、車両も内燃機関も停止している状態で、車両
に結合されたロータを回転して車両を駆動すると、内燃
機関に結合されたロータも回転してしまうおそれがあ
る。逆に、内燃機関の始動時に内燃機関に結合された方
のロータが回転すると、他方の車輪に結合されたロータ
も回転し、車両が動いてしまうおそれがある等の望まし
くない特性がある。本発明は電流を流さないで駆動出来
るという磁気カップリングの有利な特性を活かし、か
つ、望ましくない特性は押さえるように改良したもので
ある。

【００３４】以下、本発明の実施の形態を説明する。図
１は、本発明の実施の形態に用いる１対１極対数比の回
転電機のロータとステータ部分の断面図であり、（ａ）
は本発明の構成、（ｂ）は基本構成を示す。なお、回転
電機全体の概略断面図は前記図１４（ａ）と同様であ
る。

【００３５】図１（ｂ）に示すように、１対１極対数比
の回転電機の最も基本的な構造は、外側ロータ２１の磁
石がＮＳの１極対で、内側ロータ２３も磁石がＮＳの１
極対である。そして両ロータの中間にステータ２２が設
けられている。ステータ２２に太字で示した１〜６の番
号はステータコイルを示し、１〜６のように下線を付し
たものは電流が逆に流れるコイルを示す。また、各ロー
タの磁石は、ロータの表面に張られているＳＰＭ型モー
タを示したが、リラクタンストルクの出し得るＩＰＭ型
でも同様である。また、コイルは分布巻きで表示してあ
る。また、図１では１対１極対数比の基本的な構成であ
る外側ロータと内側ロータが共に１極対（ＮＳ１極の
み）の場合を例示しているが、２極対と２極対、３極対
と３極対のように、極対数比が１対１であればよい。

【００３６】本発明においては、図１（ａ）に示すよう
に、外側ロータ２１にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図面では丸で囲
んだ符号で表示）の４個の励磁コイルを設けている。コ
イルは集中巻きでも分布巻きでも作用は同じである。こ
の各励磁コイルに励磁電流を流して、本来の磁石による
磁極とＮＳが交互になるように、つまり永久磁石による
磁極と励磁コイルによる磁極とが異極で隣合うように、
コイルＡをＳ極、コイルＢをＮ極、コイルＣをＳ極、コ
イルＤをＮ極に励磁すれば、コイルによる極対数は２に
なる。したがって外側ロータ２１は磁石の１極対と合わ
せて３極対になる。すなわち、この回転電機は３対１極
対数比になる。一般的には励磁コイルの数を２ｎとすれ
ば、極対数比は（ｎ＋１）対１になる。なお、図１の例
では外側ロータ２１に励磁コイルを設けた例を示した
が、内側ロータ２３に設けてもよい。また、上記と逆
に、永久磁石による磁極と励磁コイルによる磁極とが同
極で隣合うように、コイルＡをＮ極、コイルＢをＳ極、
コイルＣをＮ極、コイルＤをＳ極に励磁すれば、外側ロ
ータ２１の上半分が全て一繋がりのＮ極、下半分が全て
一繋がりのＳ極になるので、この場合には極対数比は１
対１のままである。

【００３７】上記のように、図１（ａ）の構造によれ
ば、ロータに設けた励磁コイルを励磁しない場合や磁極
が繋がるように励磁した場合は図１（ｂ）に示した１対
１極対数比の回転電機として動作し、磁極が分割して磁
極数が増加するように励磁コイルを励磁すれば３対１極
対数比の回転電機として動作する。この３対１極対数比
の回転電機の場合は、前記図１４等で詳述した２対１極
対数比の場合と同様に、外側ロータと内側ロータとを独
立して制御することが出来、かつ、磁気カップリングモ
ードや逆転モードはない。

【００３８】図２は、１対１極対数比の回転電機の場合
に、外側ロータ２１と内側ロータ２３との回転の位相角
αを示す図であり、図２（ａ）はα＝０、すなわち二つ
のロータの磁極が同極（Ｎ−ＮとＳ−Ｓ）で対面してい
る状態であり、図２（ｂ）はα＝π、すなわち、二つの
ロータの磁極が異極（Ｎ−Ｓ）で対面している状態であ
る。

【００３９】以下、励磁コイルに流す電流と磁極の関係
について詳細に説明する。

【００４０】図３は、ステータコイルと励磁コイルの位
置について符号０〜１１を付した図であり、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは各励磁コイル（図１では丸で囲んだ符号に相
当）、ＮとＳは永久磁石の磁極である。なお、図３にお
いては、外側ロータ２１の磁極ＮとＳの範囲が２〜４お
よび８〜１０の範囲に正確に一致しているが、これは磁
気回路トルク設計のチューニングの範囲であって、これ
より広い範囲でも狭い範囲でも可能である。

【００４１】図４は、永久磁石および励磁コイルによる
磁界強度を示す図である。図４において、位置０〜１１
は図３に示した位置に相当し、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｎ）、（Ｓ）は対応する励磁コ
イルまたは永久磁石の位置を示す。また、実線で示した
Ｍ１とＭ２は永久磁石による磁界強度で、Ｍ１は内側ロ
ータ２３の磁極、Ｍ２は外側ロータ２１の磁極によるも
のを示す。また、破線で示したＭ３は励磁コイルによる
磁界強度を示す。

【００４２】図４に示した例は、永久磁石による磁極と
励磁コイルによる磁極とが異極で隣合うように、コイル
ＡをＳ極、コイルＢをＮ極、コイルＣをＳ極、コイルＤ
をＮ極に励磁し、外側ロータ２１を３極対にした場合を
示す。つまり外側ロータ２１に関しては、位置０〜２の
範囲では励磁コイル（Ａ）による磁界Ｍ３があり、位置
２〜４の範囲では永久磁石Ｎによる磁界Ｍ２があり、両
者の強さは同じ（方向は逆）である。このように永久磁
石の磁界強度と磁束コイルによる磁界強度とが同じで、
完全な３極対として動作する場合を完全３極対と名付け
る。したがって図４のように励磁コイルを励磁すれば、
この回転電機は完全３対１磁極対数比として動作する。

【００４３】図５は、励磁コイルに流す電流を変化させ
た場合における磁界強度を示す図である。図５におい
て、破線で示したＭ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６は励磁電流の
大きさと方向による変化を示し、Ｍ３＞Ｍ４＞Ｍ５であ
る。また、Ｍ６は励磁電流の方向を反対にして永久磁石
による磁極と励磁コイルによる磁極とが同極で隣合うよ
うに、コイルＡをＮ極、コイルＢをＳ極、コイルＣをＮ
極、コイルＤをＳ極に励磁したものである。この場合に
は外側ロータ２１の上半分が全て一繋がりのＮ極、下半
分が全て一繋がりのＳ極になるので、極対数は１であ
り、回転電機は１対１磁極対数比で動作する。なお、一
点鎖線で示したＭ７はＭ６とＭ２の包絡線であり、これ
が内側ロータ２３の１極対の磁界強度にほぼ相当（図４
のＭ１、方向は逆）する。また、励磁コイルに全く電流
を流さず、永久磁石のみ（図４のＭ１とＭ２のみ）によ
る磁気カップリング効果だけで１対１磁極対数比として
動作することもできる。

【００４４】上記のように１対１磁極対数比モードの場
合には、励磁コイルの励磁電流を０にする場合と、励磁
電流を流しながら１対１磁極対数比にする場合とがあ
る。前者の場合には消費電力を大幅に減少させることが
できるが、目標伝達トルクが磁気カップリングの力より
も大きくなると、同期回転ができなくなる。そのような
場合には、図５のＭ６に示したような励磁電流を流して
伝達トルクを大きくする。つまり、励磁電流の値を目標
伝達トルクの値に応じて制御すれば良い。また、３対１
磁極対数比モードで動作する場合も、上記と同様に、励
磁電流の値を目標伝達トルクの値に応じて制御すれば良
い。つまり、図５のＭ３、Ｍ４、Ｍ５のように伝達トル
クが大きくなるにつれて電流値を大きくすれば良い。

【００４５】図６は、目標伝達トルクＴと励磁電流の値
を示す図であり、（ａ）は１対１磁極対数比モード、
（ｂ）は３対１磁極対数比モードの場合を示す。なお、
図６では１対１磁極対数比モード時の電流の方向（図５
のＭ６）を正方向で示しているので、（ｂ）の３対１磁
極対数比モード時の電流の方向（図５のＭ３、Ｍ４、Ｍ
５）が負方向になっている。

【００４６】上記のように、各励磁コイルに流す励磁電
流を制御することにより、１対１磁極対数比モードと３
対１磁極対数比モードとを任意に切り換えて動作させる
ことができる。以下、２つのモードを２個のロータの回
転速度に応じて切り換える方法について説明する。図７
は、２つのモードと２個のロータの回転速度との関係を
示す図である。まず、図７（ａ）は、内側ロータと外側
ロータの回転速度が同じ場合、すなわち、両者が同期し
て回転する場合にのみ１対１磁極対数比モードとし、そ
の他の場合は全て３対１磁極対数比モードとするもので
ある。これは内側ロータと外側ロータが同期して回転す
る場合には、前記のごとき磁気カップリング効果がある
ので、それを有効に活用して消費電力を減少させ、ま
た、２つのロータを異なった回転速度で独立に動作させ
る場合には、前記のように制御性の良い３対１磁極対数
比で動作させるものである。

【００４７】次に、図７（ｂ）は、２つのロータの何れ
か一方の回転速度が０を含む所定値ａ以下の範囲、およ
び前記２つのロータの回転速度の差が同速度を含まない
同速度から所定範囲内の場合には３対１極対数比モード
とし、それ以外の範囲（図中のハッチングを付した領
域）、および前記２つのロータの回転速度が同速度の場
合には１対１極対数比モードで動作させるものである。
すなわち、回転速度が所定値ａ以下の範囲とは、起動時
（回転速度＝０）および低回転時であり、このような場
合には、逆転モードや磁気カップリング効果がなく、制
御性の良い３対１極対数比で動作させる方が良い。ま
た、１対１磁極対数比と３対１磁極対数比とでは、理論
的には起動トルクは同じであるが、前記図４の特性から
も判るように、本発明のように励磁コイルで磁極を発生
する構成の回転電機では、完全３対１磁極対数比の方
が、１対１磁極対数比よりも磁界強度の合計面積が大き
くなるので、実際的には起動トルクが大きくなり、その
点でも有利である。また、２つのロータが同速度で同期
運転している領域（線上）の両側では、同期運転から独
立制御への移行領域なので、制御性の良い３対１磁極対
数比モードで動作させる。そして起動範囲でもなく、上
記の移行領域でもない範囲（図中のハッチングを付した
領域）では１対１磁極対数比で動作させる。ただし、こ
の場合には磁気カップリングで動作させるものではない
ので、１対１磁極対数比にしても特別の効果はなく、勿
論、３対１磁極対数比モードで動作させてもよい。な
お、前記特開平１１−２７５８２６号公報（１６）式、
（１７）式に示されるように、ステータコイル電流に変
調を加えれば、それぞれのロータの回転からトルク変動
を解消することができ、ω１≠ω２の状態に於いても１
対１次極対数比のモードで運転することが出来る。

【００４８】次に、１対１磁極対数比モードと３対１磁
極対数比モードとの切り換え制御について説明する。図
８は、切り換え時の励磁電流値の変化を示す図である。
図８において、切換信号は“０”が１対１磁極対数比モ
ード、“１”が３対１磁極対数比モードである。励磁電
流値がＫ１１（１対１磁極対数比モード）で回転中に、
切換信号が“０”から“１”に変化した場合には、その
時点から所定時間ｔ１をかけて順次励磁電流値をＫ３１
（３対１磁極対数比モード）まで変化させる。例えば、
図５のＭ６のピーク値をＫ１１とすれば、その値を順次
Ｍ６→０→Ｍ５→Ｍ４→Ｍ３（Ｋ３１に相当）と変化さ
せる。逆に、３対１磁極対数比モードから１対１磁極対
数比モードに切り換える場合も、同様に、励磁電流値を
順次変化させれば良い。このようなランプ制御を行え
ば、１対１磁極対数比モードと３対１磁極対数比モード
との切り換えを円滑に行うことができる。

【００４９】図９は上記の制御手順を示すフローチャー
トである。１対１磁極対数比モードと３対１磁極対数比
モードを切り換えて動作する場合の励磁コイルの電流Ｉ
ｆ（図９の最終ステップの式）は下記（数１１）式で示
される。

【００５０】Ｉｆ＝Ｋ・ｓｉｎ〔３（ｎ／１２）×２π〕 …（数１１）ただし、ｎ＝０，１，４，５，６，７，１０，１１（０
番コイルは位置０と１との間に存在するコイルとす
る）。

【００５１】次に、図１０は、制御回路の構成を示すブ
ロック図である。

【００５２】図１０において、回転速度検出部４０は前
記図１６の回転角センサ１４の信号に基づいて内側ロー
タ２３の回転速度Ｎ１を算出する。同様に、回転速度検
出部４１は前記図１６の回転角センサ１３の信号に基づ
いて外側ロータ２１の回転速度Ｎ２を算出する。目標ト
ルク演算部４２は、外部から与えられるトルク指令信号
（前記図１６の外トルク指令、内トルク指令）に基づい
て目標トルクを演算する。励磁パターン制御部４３は上
記の各信号に基づき、かつ、前記図７〜図９で説明した
ような制御内容に基づいて、３対１磁極対数比モードと
１対１磁極対数比モードとの何れで動作させるか、或い
は切り換え制御中かの判断を行う。また、励磁電流・ス
テータ電流制御部４４は、上記の制御モードの判断およ
び目標トルクなどに応じて励磁電流とステータコイルに
流す電流値を演算し、それに応じてインバータを制御
し、励磁コイルとステータコイルに電流を流す。なお、
励磁電流・ステータ電流制御部４４は、前記図１６の制
御回路１５に励磁電流の制御部を追加したものに相当す
る。また、本発明では、前記図１６のインバータ１２の
他に、励磁コイルに流す電流を制御するインバータも必
要である。

【００５３】次に、図１１は、本発明の装置をいわゆる
ハイブリッドシステムに適用した場合を示すブロック図
である。なお、回転電機の部分は前記図１４（ａ）の断
面図の上半分のみを示している。図１１において、外側
ロータ２１の各励磁コイル（図示省略）はスリップリン
グ２４を介して励磁電流が与えられるように構成されて
いる。また、外側ロータ２１の軸２５は内燃機関（図示
省略）の出力軸に連結されている。また、内側ロータ２
３の軸２６は車両の駆動軸２７に連結されている。

【００５４】図１２は、前記の外側ロータ２１に設けた
励磁コイルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの電流を制御する回路図であ
り、（ａ）は磁極の極性を切換えられる回路、（ｂ）は
（ａ）において磁極の向きとモードとの関係を示す図
表、（ｃ）は単純に励磁電流をオン・オフする回路であ
る。図１２（ａ）の回路は、トランジスタＴ１とＴ２お
よびＴ３とＴ４がそれぞれ直列に結線されたスイッチン
グ回路を用い、４個の励磁コイルＡ、Ｃ、Ｂ、Ｄを直列
にした回路の両端を上記スイッチング回路の中点（Ｔ１
とＴ２の接続点およびＴ３とＴ４の接続点）に接続した
ものであり、励磁コイルＡ、Ｃと、励磁コイルＢ、Ｄと
は、同じ向きの電流が流れた場合に相互に逆方向の磁極
となるように接続している。なお、３１と３２はスリッ
プリングである。

【００５５】この回路において、トランジスタＴ１とＴ
４をオン、トランジスタＴ２とＴ３をオフにすれば、励
磁コイルＡ、Ｃ側（図の左側）から電流が流れ、このと
き各励磁コイルの極性はＡ：Ｓ、Ｂ：Ｎ、Ｃ：Ｓ、Ｄ：
Ｎとなり、図１２（ｂ）に示すように３対１極対数比モ
ードになる。逆に、トランジスタＴ１とＴ４をオフ、ト
ランジスタＴ２とＴ３をオンにすれば、励磁コイルＢ、
Ｄ側（図の右側）から電流が流れ、このとき各励磁コイ
ルの極性はＡ：Ｎ、Ｂ：Ｓ、Ｃ：Ｎ、Ｄ：Ｓとなり、図
１２（ｂ）に示すように１対１極対数比モードになる。
このように励磁電流を流しながら１対１極対数比にする
構成では、励磁コイルの電流の大きさによって磁気カッ
プリングの強さを変えることが出来る。また、上記の回
路では、４個の励磁コイルを用いながら２個のスリップ
リングだけで良いので、構成が簡略になり、安価に実現
出来る。なお、全ての励磁コイルを直列または並列に接
続すれば励磁コイルの数が幾つであってもスリップリン
グは２個で済むので、構成が簡略になる。また、トラン
ジスタＴ１とＴ３をオフにすれば、全ての励磁コイルの
電流が０になり、いわゆるカップリング効果のみで駆動
することもできる。

【００５６】また、図１２（ｃ）の回路においては、ト
ランジスタＴ５がオンになれば、励磁コイルＡ、Ｃ、
Ｂ、Ｄに電流が流れて、励磁コイルの極性はＡ：Ｓ、
Ｂ：Ｎ、Ｃ：Ｓ、Ｄ：Ｎとなり、３対１極対数比モード
になる。また、トランジスタＴ５がオフになれば、励磁
電流がなくなり、磁石だけの基本的な１対１極対数比に
なる。この回路は磁気カップリングの強さを変えること
は出来ないが、構成がさらに簡単になり、かつ、１対１
極対数比の場合に励磁コイルに電流を流さないので効率
が向上する。

【００５７】図１１に示したハイブリッドシステムの構
成では、外側ロータ２１に設けた励磁コイルの電流をオ
ンオフするかまたは電流の方向を切り換えことにより、
１対１極対数比と３対１極対数比とに切り換えて動作さ
せることが出来る。そして３対１極対数比の場合には外
側ロータ２１と内側ロータ２３とを独立して制御するこ
とが出来、かつ、磁気カップリングモードや逆転モード
はない。また、１対１極対数比の場合には磁気カップリ
ングモードがあるので、外側ロータ２１を内燃機関で駆
動して内側ロータ２３を同速で回転させる場合にはステ
ータコイルに電流を流さなくてもよい。したがって、車
両の動作状態に応じて１対１極対数比と３対１極対数比
とに切り換えて動作させれば、両者の良い点のみを用い
ることが出来る。

【００５８】例えば、内燃機関の始動時においては、励
磁コイルを３対１極対数モードになるように励磁し、３
対１極対数比の回転電機にする。これにより、磁気カッ
プリングモードや逆転モードがなくなるので、車両や内
燃機関の停止時に内側ロータ２３を回転させて車両を駆
動しても内燃機関が駆動されるおそれがなく、また、外
側ロータ２１をスタータモータとして用いて内燃機関を
始動しても、車輪に連結されている内側ロータ２３が回
転するおそれがない。

【００５９】また、車両の走行中は、外側ロータ２１を
内燃機関で駆動してジェネレータとして動作させ、それ
で発電した電力で内側ロータ２３駆動することにより、
内側ロータ２３の回転速度やトルクを任意に制御するこ
とが出来る。例えばステータコイルに流す電流を制御す
ることにより、低速大トルクにも高速低トルクにもでき
る。損失を０と仮定すれば、出力＝回転数×トルクが一
定になるように制御することも出来る。

【００６０】また、走行中に磁気カップリングモードに
したい場合には、ω１＝ω２となる時に励磁コイルの電
流をオフにするか若しくは前記図１２（ａ）で説明した
ように電流の方向を切り換えれば、１対１極対数比の回
転電機になり、磁気カップリングモードに入る。この状
態では外側ロータ２１を内燃機関で駆動すればステータ
コイルに電流を流さなくても内側ロータ２３を同速度で
駆動することが出来る。また、励磁コイルの電流を流し
ながら１対１極対数比にした場合には、励磁コイルの電
流の大きさによって磁気カップリングの強さを変えるこ
とが出来る。したがって伝達トルクの大きさに応じて上
記の電流を制御すれば、伝達トルクが変化しても磁気カ
ップリングモード（同速回転）を継続することが出来
る。また、３対１極対数比から１対１極対数比に極対数
比を切り換える際には前記のように励磁コイルに印加す
る電圧を反転すればよいが、その際に伝達トルクに応じ
て励磁コイルに印加する反転電圧を決定するように構成
してもよい。

【００６１】また、少なくとも一つのロータを停止状態
から回転させる際には、３対１極対数比となるように励
磁コイルを励磁すれば、１対１極対数比の構成における
逆転モードがないので、逆回転になるおそれがなく、か
つ、他方のロータが意図しないのに動きだすおそれもな
い。また、一方のロータが停止状態であり、他方のロー
タが回転状態の場合にも、３対１極対数比となるように
励磁コイルを励磁すれば、１対１極対数比の構成におけ
る磁気カップリング効果がないので、停止中のロータが
意図しない場合に回転するおそれがない。

【００６２】上記の内容をまとめると図１３に示すよう
になる。すなわち、始動時と独立回転時は３対１極対数
比にし、カップリング時および独立回転時には１対１極
対数比にする。独立回転は３対１極対数比と１対１極対
数比の何れでも可能であるから適宜選択する。詳細内容
は前記図７ですでに説明しているとおりである。

【００６３】なお、これまでの説明は、内側ロータとス
テータと外側ロータとが三層構造になっている回転電機
を用いる場合について説明したが、二つのロータを直列
方向に設けて２軸の回転電機とすることも出来る。例え
ば本出願人の先願（特願平１１−２７３３０３号：未公
開）の図１１のような構成でもよい。つまり、磁気回路
とステータコイルを共有する２個のロータを備え、ステ
ータコイルに流す複合電流を前記ロータの数と同数の回
転磁場が発生するように制御する回転電機であれば、本
発明を適用出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に用いる１対１極対数比の
回転電機のロータとステータ部分の断面図であり、
（ａ）は本発明の構成、（ｂ）は基本構成を示す図。

【図２】１対１極対数比の回転電機の場合に、外側ロー
タ２１と内側ロータ２３との回転の位相角αを示す図。

【図３】ステータコイルと励磁コイルの位置について符
号０〜１１を付した図。

【図４】永久磁石および励磁コイルによる磁界強度を示
す図。

【図５】励磁コイルに流す電流を変化させた場合におけ
る磁界強度を示す図。

【図６】目標伝達トルクＴと励磁電流の値を示す図であ
り、（ａ）は１対１磁極対数比モード、（ｂ）は３対１
磁極対数比モードの場合。

【図７】２つのモードと２個のロータの回転速度との関
係を示す図。

【図８】切り換え時の励磁電流値の変化を示す図。

【図９】切り換え時の制御手順を示すフローチャート。

【図１０】制御回路の構成を示すブロック図。

【図１１】本発明の装置をいわゆるハイブリッドシステ
ムに適用した場合を示すブロック図。

【図１２】外側ロータ２１に設けた励磁コイルＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの電流を制御する回路図であり、（ａ）は磁極の
極性を切換えられる回路、（ｂ）は（ａ）において磁極
の向きとモードとの関係を示す図表、（ｃ）は単純に励
磁電流をオン・オフする回路。

【図１３】３対１磁極対数比と１対１磁極対数比とにお
ける動作可能なモードを示す図表。

【図１４】本発明を適用する回転電機の一例の構造を示
す図であり、（ａ）は回転電機全体の概略断面図、
（ｂ）はロータとステータ部分の断面図。

【図１５】ステータ２の内周側と外周側に専用コイルを
配置した回転電機本体の概略断面図。

【図１６】回転電機を制御するための回路のブロック
図。

【図１７】インバータの一例の回路図。

【符号の説明】

２１…外側ロータ２２…ステー
タ２３…内側ロータ２４…スリッ
プリング２５…外側ロータ２１の軸２６…内側ロ
ータ２３の軸２７…車両の駆動軸２９…制動装
置３１、３２…スリップリング４０、４１…
回転速度検出部４２…目標トルク演算部４３…励磁パ
ターン制御部４４…励磁電流・ステータ電流制御部Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５…トランジスタＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図面では丸で囲んだ符号で表示）…外
側ロータ２１に設けた励磁コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 21/04 Ｈ０２Ｋ 21/12 Ｍ 21/12 51/00 51/00 Ｂ６０Ｌ 11/14 // Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＣＦターム(参考） 5H115 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PU10 PU24 PU25 PV09 QE01 QE12 5H572 AA02 BB02 BB10 CC04 DD05 DD09 EE02 EE03 EE10 GG10 HB07 HB09 HB20 HC07 LL01 5H621 BB02 HH01 JK14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気回路とステータコイルを共有する２個
のロータを備え、前記ステータコイルに流す複合電流を
前記ロータの数と同数の回転磁場が発生するように制御
する回転電機の制御装置であって、前記２個のロータの磁極を形成する永久磁石を１対１極
対数比とし、かつ、何れか一方のロータには２ｎ個（ｎ
＝１，２，３，…）の励磁コイルを備えた回転電機を用
い、制御装置は、前記永久磁石による磁極と前記励磁コイル
による磁極とが異極で隣合うように励磁することによっ
て前記回転電機を（ｎ＋１）対１極対数比で動作させる
モードと、前記永久磁石による磁極と前記励磁コイルに
よる磁極とが同極で隣合うように励磁するか、若しくは
励磁コイルに電流を流さないことによって前記回転電機
を１対１極対数比で動作させるモードとを切り換えて制
御するように構成したことを特徴とする回転電機の制御
装置。
【請求項２】前記２つのモードを、前記２個のロータの
回転速度の相互関係に応じて切り換えることを特徴とす
る請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】前記２つのロータの回転速度が同速度の場
合には１対１極対数比モードとし、回転速度が異なる場
合は（ｎ＋１）対１極対数比モードとすることを特徴と
する請求項２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】前記２つのロータの何れか一方の回転速度
が０を含む所定値ａ以下の範囲、および前記２つのロー
タの回転速度の差が同速度を含まない同速度から所定範
囲内の場合には（ｎ＋１）対１極対数比モードとし、そ
れ以外の範囲、および前記２つのロータの回転速度が同
速度の場合には１対１極対数比モードとすることを特徴
とする請求項２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】前記１対１極対数比モードと、前記（ｎ＋
１）対１極対数比モードとの切り換え時には、励磁電流
を所定時間で順次変化させるランプ制御を行うことを特
徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の回転電
機の制御装置。
【請求項６】前記１対１極対数比モードの場合には、前
記励磁コイルの励磁電流を目標伝達トルクに応じて制御
することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに
記載の回転電機の制御装置。