JP2002027717A - Rotating electric machine for vehicle - Google Patents

Rotating electric machine for vehicle

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JP2002027717A
JP2002027717A JP2000203693A JP2000203693A JP2002027717A JP 2002027717 A JP2002027717 A JP 2002027717A JP 2000203693 A JP2000203693 A JP 2000203693A JP 2000203693 A JP2000203693 A JP 2000203693A JP 2002027717 A JP2002027717 A JP 2002027717A
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bridge circuit
winding
slot
vehicle
electric machine
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Shigenobu Nakamura
中村  重信
Masatoshi Komura
甲村  雅敏
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a generator having a function of simultaneously supplying electric power to an electrical load or a battery of two voltages with one generator, and capable of supplying charging current from low speed. SOLUTION: This rotating electric machine includes two groups of multi- phase windings consisting of a first winding 11 and a second winding 12 which are electrically insulated, a first bridge circuit 21 connected to the terminal of the first winding and a second bridge circuit 22 connected to the terminal of the second winding so as to be independent of the first bridge circuit, a switching means to repeat short-circuiting and bridging the respective phases of the first winding on the first bridge circuit, and a switching means to repeat short-circuiting and bridging the respective phases of the second winding on the second bridge circuit. The output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are electrically independent. When the output terminals are isolated, the respective windings and bridge circuits become independent, thus it is possible to supply electric power to the battery or the electrical load of different voltages with one generator.

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、車両に搭載される
電動機や発電機などの回転電機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating electric machine such as a motor or a generator mounted on a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境問題対策として、市街地走行
などの低速走行の時はモーター駆動で走行し、郊外の高
速走行の時はエンジン駆動とするハイブリッド電気自動
車が生産されるようになった。また、信号での車両の一
時停止の時に、エンジンをストップさせる活動も市街地
の路線バスなどで実施されており、自動的にこれを行う
アイドル・ストップのシステムについても幅広く研究が
行われている。これに伴い、車両が一時停止した時にコ
ンプレッサやパワステポンプ等の駆動を行うための電動
機機能と、車両が走行している時の発電機機能とを併せ
持つ回転電機が必要となってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, as a countermeasure against environmental problems, hybrid electric vehicles have been produced which are driven by a motor during low-speed running such as running in an urban area and driven by an engine during high-speed running in a suburb. In addition, activities to stop the engine when the vehicle is temporarily stopped at a traffic light are also being carried out on a city bus or the like, and an idle stop system that automatically performs this operation has been widely studied. Accordingly, a rotating electric machine having both an electric motor function for driving a compressor and a power steering pump when the vehicle is temporarily stopped and a generator function when the vehicle is running has been required.

【0003】一方、近年、電気負荷の大容量化に伴い、
高電圧負荷の使用ニーズが高まってきている。しかし、
従来から使用される電気負荷の中には、高電圧設定では
寿命が低下するなど不具合を発生する負荷もあり、車両
電源としては高電圧と従来電圧の二電圧への電力供給が
望まれている。
On the other hand, in recent years, with the increase in electric load capacity,
The need for using high voltage loads is increasing. But,
Among the electric loads that have been used in the past, there are loads that cause problems such as a shortened life at a high voltage setting, and power supply to two voltages of a high voltage and a conventional voltage is desired as a vehicle power supply. .

【0004】一般に、電動機として回転駆動トルクを高
めるためには、効率を向上するとともに、固定子のスロ
ットあたりの導体本数を少なくして駆動電流を高くする
必要がある。しかし、固定子のスロットあたりの導体本
数を少なくすると、発電機として作動する時に、バッテ
リーや各種電気負荷に電力を供給できる回転数が高くな
り、言い換えると市街地走行などで頻度の高い低速回転
領域において出力が不足し、バッテリーあがりなどの問
題を生ずる。
Generally, in order to increase the rotational driving torque of a motor, it is necessary to improve the efficiency and to increase the driving current by reducing the number of conductors per slot of the stator. However, when the number of conductors per slot of the stator is reduced, the number of rotations that can supply power to the battery and various electric loads when operating as a generator increases, in other words, in the low-speed rotation region that is frequently used in urban driving etc. Insufficient output may cause problems such as a dead battery.

【0005】これに対し、特開昭63−87137号公
報には、発電機として用いる場合は、整流器のブリッジ
素子にスイッチとダイオードの役割を同時に果たすMO
Sトランジスタを用い、各スイッチのオン、オフを高速
で制御して固定子巻線の各相の短絡とブリッジ回路形成
を繰り返すことにより、低速回転でも充電電流を取り出
す構成が示されている。また、電動機として用いる場合
は、各スイッチの制御により固定子巻線に回転磁界を形
成するよう外部から電流を流している。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-87137 discloses that when used as a generator, an MO that plays the role of a switch and a diode at the same time as a bridge element of a rectifier.
A configuration is shown in which the on / off of each switch is controlled at a high speed using an S transistor, and the short circuit of each phase of the stator winding and the formation of a bridge circuit are repeated to take out a charging current even at a low rotation speed. When used as an electric motor, a current is supplied from the outside so as to form a rotating magnetic field in the stator winding by controlling each switch.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特開昭63−8713
7号公報に記載の回転電機では、発電動作する場合は発
生電圧は一種類であり、異種の電圧を同時に電力供給す
ることはできない。このため2電圧を供給するためには
発電機が2台必要となり大型となるため、エンジン搭載
が難しい点やエンジンへの組み付け工数も多大となる問
題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-8713
In the rotating electric machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7, the power generation operation requires only one type of generated voltage, and different types of voltages cannot be supplied simultaneously. Therefore, two generators are required to supply two voltages, and the generator becomes large. Therefore, there are problems that it is difficult to mount the engine and that the number of steps for assembling the engine becomes large.

【0007】本発明は、上記の問題に鑑み、一台の発電
機で2電圧の電気負荷、バッテリに同時に電力供給する
機能を有し、低速回転から充電電流を供給できる発電
機、あるいは所定の駆動トルクを確保できる電動機、さ
らにはこれらの発電機と電動機の機能を併せ持つ、小型
軽量でエンジン搭載の容易な車両用回転電機を提供する
ことを目的とする。
In view of the above problems, the present invention has a function of simultaneously supplying power to a two-voltage electric load and a battery with a single generator, and a generator capable of supplying a charging current from low-speed rotation. It is an object of the present invention to provide an electric motor that can secure a driving torque, and a small and light-weight rotating electric machine for a vehicle that has both functions of the generator and the electric motor and that can be easily mounted with an engine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1によれば、複数のNS磁極を有する回転子
と、前記回転子と対向配置された固定子鉄心と、前記固
定子鉄心の複数のスロットに装備された多相の固定子巻
線を備える固定子とを持つ車両用回転電機において、前
記複数のスロットは、前記回転子の磁極ピッチに対応し
て離間した複数のスロットを1相分のスロット群とし
て、多相分のスロット群よりなるスロットを含んでお
り、前記多相の固定子巻線は、前記スロット組に含まれ
る前記スロット群に収容された複数の導体とスロット外
のコイルエンドによって巻線が形成され、電気的に絶縁
された第1巻線と第2巻線の2組の多相巻線を有し、前
記第1巻線の端末とつながる第1ブリッジ回路と、前記
第1ブリッジ回路と独立して前記第2巻線の端末とつな
がる第2ブリッジ回路を有し、前記第1ブリッジ回路に
は第1巻線の各相の短絡とブリッジ形成とを繰り返すス
イッチング手段を有し、前記第2ブリッジ回路には第2
巻線の各相の短絡とブリッジ形成とを繰り返すスイッチ
ング手段を有し、前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリ
ッジ回路の出力端が、電気的に独立していることを特徴
としている。
According to one aspect of the present invention, there is provided a rotor having a plurality of NS magnetic poles, a stator core opposed to the rotor, and a stator core. In a rotating electrical machine for a vehicle having a stator having a multi-phase stator winding provided in a plurality of slots, the plurality of slots are formed by separating a plurality of slots corresponding to a magnetic pole pitch of the rotor. The one-phase slot group includes a slot composed of a multi-phase slot group, and the multi-phase stator winding includes a plurality of conductors and slots housed in the slot group included in the slot set. A first bridge having a winding formed by an outer coil end and having two sets of polyphase windings, a first winding and a second winding, which are electrically insulated, and connected to a terminal of the first winding Circuit and independent of the first bridge circuit A second bridge circuit connected to a terminal of the second winding, and the first bridge circuit has switching means for repeating short-circuiting and bridge formation of each phase of the first winding, The circuit has a second
Switching means for repeating short-circuiting of each phase of the winding and bridge formation are provided, and the output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are electrically independent.

【0009】これにより、発電機として低速回転から充
電電流を供給できるとともに、出力端が分離されること
で、各巻線及びブリッジ回路が独立するため1台で異種
電圧への電力供給が可能になる。
As a result, a charging current can be supplied from a low-speed rotation as a generator, and since the output terminals are separated, each winding and a bridge circuit are independent, so that a single unit can supply power to different voltages. .

【0010】請求項2によれば、請求項1に記載の車両
用回転電機において、前記複数のスロットは、前記回転
子の磁極ピッチに対応して離間した複数のスロットを1
相分のスロット群として、多相分のスロット群よりなる
第1スロット組と、さらに前記第1スロット組から所定
の電気角度ずれた第2スロット組とを含んでおり、前記
多相の固定子巻線は、前記第1スロット組に含まれる前
記スロット群に収容された複数の導体とスロット外のコ
イルエンドによって第1巻線が形成され、前記第2スロ
ット組に含まれる前記スロット群に収容された複数の導
体とスロット外のコイルエンドによって第2巻線が形成
されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the vehicular rotating electrical machine according to the first aspect, the plurality of slots include a plurality of slots separated by a distance corresponding to a magnetic pole pitch of the rotor.
The multi-phase stator includes a first set of slots composed of a multi-phase slot group and a second set of slots deviated from the first slot set by a predetermined electrical angle. The first winding is formed by a plurality of conductors housed in the slot group included in the first slot set and a coil end outside the slot, and the winding is housed in the slot group included in the second slot set. The second winding is formed by the plurality of conductors and the coil end outside the slot.

【0011】所定の電気角ずれたスロット組に各巻線を
配置することで、各コイルエンドが整列することによ
り、コンパクトに巻線を収納することができ回転電機が
小型化できる。
By arranging the windings in the slot set having a predetermined electrical angle shift, the coil ends are aligned, so that the windings can be stored compactly and the rotating electric machine can be downsized.

【0012】請求項3によれば、請求項1または2に記
載の車両用回転電機において、前記第1ブリッジ回路と
前記第2ブリッジ回路の出力端間を選択的に短絡、解放
せしめるスイッチ手段を設けることを特徴としている。
この構成により、出力端間のスイッチが短絡時には同一
電圧の出力を2つの巻線の合成で出力が取り出すことが
できるため、1巻線での取り出しよりも多くの出力が得
られる。また、開放時には2つの巻線、ブリッジは独立
であるため2電圧の取り出しができることは前記同様で
ある。したがって負荷状態に応じて、発電機性能を最大
化できる。
According to a third aspect of the present invention, in the rotating electric machine for a vehicle according to the first or second aspect, a switch means for selectively shorting and releasing between the output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit is provided. It is characterized by being provided.
According to this configuration, when the switch between the output terminals is short-circuited, an output of the same voltage can be extracted by combining two windings, so that more output can be obtained than with one winding. In addition, the two windings and the bridge are independent at the time of opening, so that two voltages can be taken out as described above. Therefore, the generator performance can be maximized according to the load condition.

【0013】請求項4によれば、請求項1から3のいず
れかに記載の車両用回転電機において、前記第1ブリッ
ジ回路と前記第2ブリッジ回路の端末は車両本体に接地
されており、前記スイッチング手段は、少なくとも前記
ブリッジ回路の接地側に配置されていることを特徴とし
ている。これにより、発電機として低速回転から充電電
流を供給できる。
According to a fourth aspect, in the rotating electric machine for a vehicle according to any one of the first to third aspects, terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are grounded to a vehicle body, and The switching means is arranged at least on the ground side of the bridge circuit. Thereby, a charging current can be supplied from a low-speed rotation as a generator.

【0014】請求項5によれば、請求項1から4のいず
れかに記載の車両用回転電機において、前記第1ブリッ
ジ回路と前記第2ブリッジ回路の出力端はバッテリもし
くは電気負荷に接続され、前記1ブリッジ回路と前記第
2ブリッジ回路の出力端は異なる電圧に制御されること
を特徴としている。これにより1台の発電機で車両の従
来電圧のバッテリ、電気負荷及び高電圧のバッテリ、電
気負荷に同時に電力供給することができる。
According to a fifth aspect, in the rotating electric machine for a vehicle according to any one of the first to fourth aspects, the output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are connected to a battery or an electric load, The output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are controlled to different voltages. As a result, a single generator can simultaneously supply power to the conventional voltage battery, the electric load, the high voltage battery, and the electric load of the vehicle.

【0015】請求項6によれば、請求項5に記載の車両
用回転電機において、前記第1ブリッジ回路と前記第2
ブリッジ回路のスイッチング導通率は、各々独立して設
定することを特徴としている。導通率を独立して設定す
ることで、それぞれの電圧設定に対し最適な導通率とす
ることができ出力を最大化させることができ、発電機を
小型化できる。
According to a sixth aspect, in the rotating electric machine for a vehicle according to the fifth aspect, the first bridge circuit and the second bridge circuit are connected to each other.
The switching conductivity of the bridge circuit is set independently of each other. By independently setting the conductivity, the optimum conductivity can be obtained for each voltage setting, the output can be maximized, and the generator can be downsized.

【0016】請求項7によれば、請求項1から6のいず
れかに記載の車両用回転電機において、前記第1ブリッ
ジ回路と前記第2ブリッジ回路のスイッチング手段は、
前記第1巻線と前記第2巻線の各相の一方が短絡し他方
がブリッジ形成を為すスイッチングのタイミングを有す
る制御機構を持つことを特徴としている。
According to a seventh aspect, in the rotating electric machine for a vehicle according to any one of the first to sixth aspects, the switching means of the first bridge circuit and the second bridge circuit comprises:
It is characterized by having a control mechanism having a switching timing at which one of the phases of the first winding and the second winding is short-circuited and the other forms a bridge.

【0017】これにより、請求項1から6の効果に加
え、スイッチのオン、オフによる磁束の脈動が、第1巻
線と第2巻線とで付勢しあうことがない。よって、スイ
ッチのオン、オフによる磁気音の発生を防止できる発電
機として低速回転から充電電流を供給できる。
Thus, in addition to the effects of the first to sixth aspects, the pulsation of the magnetic flux due to the turning on and off of the switch does not energize the first winding and the second winding. Therefore, a charging current can be supplied from low-speed rotation as a generator that can prevent generation of magnetic noise due to turning on and off of the switch.

【0018】請求項8によれば、請求項1から7のいず
れかに記載の車両用回転電機において、前記第1ブリッ
ジ回路と前記第2ブリッジ回路のすべての素子がスイッ
チング機能を有し、前記第1ブリッジ回路の第1スイッ
チ群と前記第2ブリッジ回路の第2スイッチ群は、電動
機として作動することを特徴としている。これにより、
1台で発電時には低速回転から二電圧の電力を供給しつ
つ、電動機として動作させることも可能となる。
According to an eighth aspect, in the rotating electric machine for a vehicle according to any one of the first to seventh aspects, all elements of the first bridge circuit and the second bridge circuit have a switching function. The first switch group of the first bridge circuit and the second switch group of the second bridge circuit operate as electric motors. This allows
It is also possible for one unit to operate as a motor while supplying two voltages of electric power from low-speed rotation during power generation.

【0019】請求項9によれば、請求項1から8のいず
れかに記載の車両用回転電機において、前記スイッチン
グ手段はMOSトランジスタにより形成されていること
を特徴としている。これにより、スイッチング手段の発
熱が抑制できるため冷却が簡素となり、コンパクトに、
低速回転からの出力が可能で二電圧の電力供給が可能な
小型車両用回転電機を実現できる。
According to a ninth aspect, in the vehicular rotating electrical machine according to any one of the first to eighth aspects, the switching means is formed of a MOS transistor. As a result, heat generation of the switching means can be suppressed, so that cooling is simplified, and compactness is achieved.
It is possible to realize a rotating electric machine for a small vehicle that can output from low-speed rotation and supply two voltages of power.

【0020】請求項10によれば、請求項1から9のい
ずれかに記載の車両用回転電機において、前記固定子巻
線は前記スロット形状に沿った略矩形の断面を有してい
ることを特徴としている。これにより、スロット内の導
体占積率を高めることができ、小型でコンパクトな回転
電機を提供できる。
According to a tenth aspect, in the vehicular rotating electrical machine according to any one of the first to ninth aspects, the stator winding has a substantially rectangular cross section along the slot shape. Features. Thereby, the conductor space factor in the slot can be increased, and a small and compact rotating electric machine can be provided.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の車両用回転電機
を、特に交流発電機での実施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a vehicular rotating electric machine according to the present invention, in particular, an AC generator will be described.

【0022】〔第一実施形態〕図1及び図2はこの発明
の第一実施形態を示したもので、図1は本発明の回路の
ブロック図、図2は制御信号を示した図である。
[First Embodiment] FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of a circuit of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing control signals. .

【0023】車両用交流発電機は、回転子の界磁コイル
4に電流を流して複数のNS磁極を形成し、これを固定
子の内周側で回転させることによって、電磁誘導作用に
より固定子巻線に交流電圧を発生させ、整流器により直
流に変換し、外部へ出力を供給する。
In the automotive alternator, a current is applied to the field coil 4 of the rotor to form a plurality of NS magnetic poles, which are rotated on the inner peripheral side of the stator. An AC voltage is generated in the winding, converted to DC by a rectifier, and supplied to the outside.

【0024】第一実施形態では、図1に示すように、固
定子には3相の第1巻線11と第2巻線12とが電気角
が30度ずれた状態で配置されている。製造工程簡素化
のため各巻線の巻数は同一に設定してある。各々の巻線
の出力線は、第1ブリッジ回路21と第2ブリッジ回路
22に接続されている。第1ブリッジ回路21の接地側
には、第1巻線11の各相を短絡できるスイッチ211
と、このスイッチ211と並列にダイオード212が、
3相ぶん配置されている。具体的には、スイッチ211
とダイオード212の並列回路と同様の作動を行うMO
Sトランジスタ210が用いられる。ブリッジ回路の反
接地側には、整流ダイオード213が3相分配置されて
いる。第2ブリッジ回路22も、第1ブリッジ回路21
と同様に、接地側にMOSトランジスタ220、反接地
側に整流ダイオード223が配置されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the three-phase first winding 11 and the second winding 12 are arranged on the stator in such a manner that the electrical angle is shifted by 30 degrees. In order to simplify the manufacturing process, the number of turns of each winding is set to be the same. The output line of each winding is connected to a first bridge circuit 21 and a second bridge circuit 22. A switch 211 that can short-circuit each phase of the first winding 11 is provided on the ground side of the first bridge circuit 21.
And a diode 212 in parallel with the switch 211,
They are arranged in three phases. Specifically, the switch 211
And an MO that performs the same operation as the parallel circuit of the diode 212
An S transistor 210 is used. Rectifier diodes 213 for three phases are arranged on the non-ground side of the bridge circuit. The second bridge circuit 22 is also connected to the first bridge circuit 21.
Similarly, the MOS transistor 220 is arranged on the ground side, and the rectifier diode 223 is arranged on the opposite side.

【0025】第1ブリッジ回路21の出力端31と第2
ブリッジ回路22の出力端32は分離し、それぞれ高電
圧バッテリー81や各種の高電圧電気負荷91、もしく
は低電圧バッテリー82や各種の低電圧電気負荷92に
電力を供給する。
The output terminal 31 of the first bridge circuit 21 and the second
The output terminal 32 of the bridge circuit 22 is separated and supplies power to the high-voltage battery 81 and various high-voltage electric loads 91, or the low-voltage battery 82 and various low-voltage electric loads 92, respectively.

【0026】一方、第1ブリッジ回路21と第2ブリッ
ジ回路22のスイッチ211、221は、個別のスイッ
チング制御装置61,62につながっている。制御装置
5には高電圧バッテリ81,低電圧バッテリ82の電圧
値が入力され、その情報から第1ブリッジ回路21及び
第2ブリッジ回路22のそれぞれのスイッチ導通率を決
定し、スイッチング制御回路61,62に出力する。発
電量は、制御装置5によって界磁コイル4に流す界磁電
流を調整して、コントロールされている。
On the other hand, the switches 211 and 221 of the first bridge circuit 21 and the second bridge circuit 22 are connected to individual switching control devices 61 and 62. The voltage values of the high-voltage battery 81 and the low-voltage battery 82 are input to the control device 5, and the switch conductivity of each of the first bridge circuit 21 and the second bridge circuit 22 is determined from the information, and the switching control circuit 61, 62. The amount of power generation is controlled by adjusting the field current flowing through the field coil 4 by the control device 5.

【0027】スイッチング制御装置6は、第1ブリッジ
回路21のスイッチ211と第2ブリッジ回路のスイッ
チ222を一定周波数で各ブリッジのスイッチを同時に
オン、オフを繰り返すことによって、固定子巻線の各相
の短絡とブリッジ形成とを繰り返す。これにより、低速
回転での充電電流を取り出す。なお、図2に示すよう
に、第1ブリッジ回路21のスイッチ211と第2ブリ
ッジ回路22のスイッチ221のオン周期がほぼ反転す
るように、スイッチングが制御されている。
The switching control device 6 repeats turning on and off the switches of the respective bridges simultaneously at a constant frequency with the switch 211 of the first bridge circuit 21 and the switch 222 of the second bridge circuit to thereby control each phase of the stator winding. And the formation of a bridge are repeated. Thereby, the charging current at the low speed rotation is obtained. As shown in FIG. 2, the switching is controlled such that the ON periods of the switch 211 of the first bridge circuit 21 and the switch 221 of the second bridge circuit 22 are substantially reversed.

【0028】スイッチング制御装置61,62は独立し
ており個別に導通率の変更が可能なため、ブリッジ回路
の各の出力端31,32の発生電圧はそれぞれ任意に設
定可能となる。したがって一つの回転機で二電圧の発生
が可能のため、エンジンへの搭載性は飛躍的に向上す
る。
Since the switching controllers 61 and 62 are independent and the conductivity can be changed individually, the voltage generated at each output terminal 31 and 32 of the bridge circuit can be set arbitrarily. Therefore, since two voltages can be generated by one rotating machine, the mountability to the engine is dramatically improved.

【0029】また、スイッチング制御装置61,62は
独立しており、オン周期がほぼ反転するようにスイッチ
ングできるので、スイッチングによる磁気脈動が相殺さ
れ磁気音が低減する効果もある。
Further, since the switching control devices 61 and 62 are independent and can be switched so that the ON period is substantially reversed, there is also an effect that magnetic pulsation due to switching is canceled and magnetic noise is reduced.

【0030】また電気角を30度ずらしたスロット群に
各巻線を収納しているので、各巻線のコイルエンドが整
列するためコンパクトに巻線を収納できる。また電気周
波数6次の磁気音成分が2組の巻線で相殺されるため、
より磁気音が低減できる効果もある。
Further, since each winding is stored in a slot group whose electrical angle is shifted by 30 degrees, the windings can be stored compactly because the coil ends of each winding are aligned. Also, since the 6th-order electric frequency magnetic sound component is canceled by the two sets of windings,
There is also an effect that the magnetic sound can be further reduced.

【0031】〔その他の実施形態〕第一実施形態では、
ブリッジ回路の接地側のみにMOSトランジスタを配置
したが、図2に示すように、すべてのブリッジ回路の素
子をMOSトランジスタで構成しても良い。この場合、
固定子に外部から駆動電流を流し、第1ブリッジ回路2
1′のスイッチング制御装置61と、第2ブリッジ回路
22′のスイッチング制御装置62とによって、回転磁
界を形成することによって電動機として作動させること
ができる。また、それぞれのバッテリを電源とでき、駆
動電流は個別に制御できるため、バッテリの充電状態に
応じて使用する電力配分を任意に設定可能であり片方の
みのバッテリ上がりを防止できる効果もある。
[Other Embodiments] In the first embodiment,
Although the MOS transistors are arranged only on the ground side of the bridge circuit, as shown in FIG. 2, the elements of all the bridge circuits may be constituted by MOS transistors. in this case,
A drive current is applied to the stator from outside, and the first bridge circuit 2
The switching control device 61 of 1 ′ and the switching control device 62 of the second bridge circuit 22 ′ can operate as an electric motor by forming a rotating magnetic field. In addition, since each battery can be used as a power source and the drive current can be individually controlled, the power distribution to be used can be arbitrarily set according to the state of charge of the battery, and there is also an effect that one battery can be prevented from running out.

【0032】また、図4、5に示すように、固定子巻線
の断面をインシュレータ94を介して固定子鉄心90の
スロット形状に沿った略矩形とし、スロットの深さ方向
に内側導体92と外側導体93の、実質2本としてもよ
い。この時、固定子鉄心90の磁極歯901を流れる磁
気変動による振動を抑える効果により、磁気音をさらに
低減できる。図5に示すように、セグメント導体を用い
て先端部96で接合することにより、コイルエンドでの
巻線の干渉を無くして高占積率化が可能となり、巻線断
面の増大に伴い巻線抵抗を低減できるので、発電機とし
て最大出力電流を高め、電動機として最大駆動力を高め
ることができる。また第一実施形態では、製造工程簡素
化のため第1巻線と第2巻線とで巻数同一としたが、任
意で導通率の設定が可能なため異なる巻数であってもよ
い。
Also, as shown in FIGS. 4 and 5, the cross section of the stator winding is made substantially rectangular along the slot shape of the stator core 90 via an insulator 94, and the inner conductor 92 is formed in the depth direction of the slot. Substantially two outer conductors 93 may be provided. At this time, magnetic noise can be further reduced due to the effect of suppressing vibration due to magnetic fluctuation flowing through the magnetic pole teeth 901 of the stator core 90. As shown in FIG. 5, by joining at the tip end portion 96 using a segment conductor, it is possible to eliminate the interference of the winding at the coil end and to increase the space factor, and to increase the winding area with an increase in the winding cross section. Since the resistance can be reduced, the maximum output current can be increased as a generator, and the maximum driving force can be increased as an electric motor. In the first embodiment, the first winding and the second winding have the same number of turns for simplification of the manufacturing process. However, the number of turns may be different since the conductivity can be arbitrarily set.

【0033】また、第一実施形態では、第1ブリッジと
第2ブリッジの出力端31,32は分離されているが、
図6に示すようにスイッチ311を介して接続されてい
てもよい。この構成により、出力端間のスイッチが短絡
時には同一電圧の出力を2つの巻線の合成で取り出すこ
とができるため、1巻線での取り出しよりも多くの出力
が得られる。また、開放時には2つの巻線、ブリッジは
独立であるため2電圧の取り出しができることは前記同
様である。したがって負荷状態に応じて、発電機性能を
最大化できる効果がある。このスイッチは機械式スイッ
チでも半導体スイッチでもどちらでもよい。
In the first embodiment, the output terminals 31 and 32 of the first bridge and the second bridge are separated.
As shown in FIG. 6, they may be connected via a switch 311. With this configuration, when the switch between the output terminals is short-circuited, an output of the same voltage can be taken out by combining the two windings, so that more output can be obtained than by taking out one winding. In addition, the two windings and the bridge are independent at the time of opening, so that two voltages can be taken out as described above. Therefore, there is an effect that the generator performance can be maximized according to the load state. This switch may be a mechanical switch or a semiconductor switch.

【0034】また、第1実施形態では、電気角が所定角
度ずれた巻線としたが、2組が電気的に独立していれば
電気角のずれていない同一のスロット内に収納される巻
線であってもよい。
In the first embodiment, the windings are formed with the electrical angle shifted by a predetermined angle. However, if the two sets are electrically independent, the windings are accommodated in the same slot where the electrical angle is not shifted. It may be a line.

【0035】なお、スイッチング素子とダイオードを並
列に有するものであれば、MOSトランジスタ以外でも
よいし、個別の素子を設けてもよい。
In addition, as long as the switching element and the diode are provided in parallel, other than a MOS transistor, an individual element may be provided.

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

【図1】本発明の第一実施形態に係る回路の全体構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第一実施形態の制御信号を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a control signal according to the first embodiment.

【図3】他の実施形態の回路の全体構成を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an overall configuration of a circuit according to another embodiment.

【図4】他の実施形態の固定子の部分的断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a stator according to another embodiment.

【図5】他の実施形態の固定子の部分的斜視図である。FIG. 5 is a partial perspective view of a stator according to another embodiment.

【図6】他の実施形態の回路の全体構成を示すブロック
図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an overall configuration of a circuit according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…第1巻線、12…第2巻線、21…第1ブリッジ
回路、22…第2ブリッジ回路、210、220…MO
Sトランジスタ、3…出力端、4…界磁コイル、5…界
磁電流制御装置6…スイッチング制御装置。
11: first winding, 12: second winding, 21: first bridge circuit, 22: second bridge circuit, 210, 220 ... MO
S transistor, 3 output terminal, 4 field coil, 5 field current control device 6 switching control device.

───────────────────────────────────────────────────── 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) H02P 9/30 H02P 9/30 C (72)発明者 甲村 雅敏 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5H590 AA10 CA23 CC01 CC18 CC24 CC34 CD01 CE05 DD23 EA10 EA13 EB02 EB14 FA08 FB01 FC14 GA02 GA04 GA05 5H603 AA01 BB01 BB02 BB09 BB12 CA01 CA05 CB01 CC05 CC17 CD02 CD05 CD11 CD22 CE01 CE05 5H604 AA05 AA08 BB01 BB03 BB10 BB14 CC01 CC04 CC15 PB02 PB03 QB13 5H619 AA01 AA03 AA05 BB01 BB03 BB06 BB10 PP01 PP14 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02P 9/30 H02P 9/30 C (72) Inventor Masatoshi Komura 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Stock F-term in company DENSO (reference) 5H590 AA10 CA23 CC01 CC18 CC24 CC34 CD01 CE05 DD23 EA10 EA13 EB02 EB14 FA08 FB01 FC14 GA02 GA04 GA05 5H603 AA01 BB01 BB02 BB09 BB12 CA01 CA05 CB01 CC05 CC17 CD02 CD05 CD05 A08 CE05 DD05 BB03 BB10 BB14 CC01 CC04 CC15 PB02 PB03 QB13 5H619 AA01 AA03 AA05 BB01 BB03 BB06 BB10 PP01 PP14

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のNS磁極を有する回転子と、前記
回転子と対向配置された固定子鉄心と、前記固定子鉄心
の複数のスロットに装備された多相の固定子巻線を備え
る固定子とを持つ車両用回転電機において、 前記複数のスロットは、前記回転子の磁極ピッチに対応
して離間した複数のスロットを1相分のスロット群とし
て、多相分のスロット群よりなるスロットを含んでお
り、前記多相の固定子巻線は、前記スロット組に含まれ
る前記スロット群に収容された複数の導体とスロット外
のコイルエンドによって巻線が形成され、電気的に絶縁
された第1巻線と第2巻線の2組の多相巻線を有し、 前記第1巻線の端末とつながる第1ブリッジ回路と、前
記第1ブリッジ回路と独立して前記第2巻線の端末とつ
ながる第2ブリッジ回路を有し、 前記第1ブリッジ回路には第1巻線の各相の短絡とブリ
ッジ形成とを繰り返すスイッチング手段を有し、前記第
2ブリッジ回路には第2巻線の各相の短絡とブリッジ形
成とを繰り返すスイッチング手段を有し、 前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路の出力端
が、電気的に独立していることを特徴とする車両用回転
電機。
1. A stator comprising: a rotor having a plurality of NS magnetic poles; a stator core disposed to face the rotor; and a multi-phase stator winding provided in a plurality of slots of the stator core. In the rotating electrical machine for a vehicle having a plurality of slots, the plurality of slots are a plurality of slots separated from one another corresponding to the magnetic pole pitch of the rotor as a single-phase slot group. The multi-phase stator winding includes a winding formed by a plurality of conductors housed in the slot group included in the slot group and a coil end outside the slot, and electrically insulated. A first bridge circuit having two sets of polyphase windings, one winding and a second winding, and a first bridge circuit connected to a terminal of the first winding; and a second bridge circuit independent of the first bridge circuit. A second bridge circuit connected to the terminal, The first bridge circuit has switching means for repeating short-circuiting and bridging of each phase of a first winding, and the second bridge circuit repeatedly short-circuiting and bridging of each phase of a second winding in the second bridge circuit. A rotating electrical machine for a vehicle, comprising switching means, wherein output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are electrically independent.
【請求項2】 請求項1に記載の車両用回転電機におい
て、 前記複数のスロットは、前記回転子の磁極ピッチに対応
して離間した複数のスロットを1相分のスロット群とし
て、多相分のスロット群よりなる第1スロット組と、さ
らに前記第1スロット組から所定の電気角度ずれた第2
スロット組とを含んでおり、前記多相の固定子巻線は、
前記第1スロット組に含まれる前記スロット群に収容さ
れた複数の導体とスロット外のコイルエンドによって第
1巻線が形成され、前記第2スロット組に含まれる前記
スロット群に収容された複数の導体とスロット外のコイ
ルエンドによって第2巻線が形成されていることを特徴
とする車両用回転電機。
2. The electric rotating machine for a vehicle according to claim 1, wherein the plurality of slots are a plurality of slots separated by a distance corresponding to the magnetic pole pitch of the rotor as a single-phase slot group. And a second slot group having a predetermined electrical angle deviation from the first slot group.
And a slot set, wherein the multi-phase stator winding comprises:
A plurality of conductors accommodated in the slot group included in the first slot set and a coil end outside the slot form a first winding, and a plurality of conductors accommodated in the slot group included in the second slot set are included. A rotating electric machine for a vehicle, wherein a second winding is formed by a conductor and a coil end outside a slot.
【請求項3】 請求項1または2に記載の車両用回転電
機において、 前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路の出力端
間を選択的に短絡、解放せしめるスイッチ手段を設ける
ことを特徴とする車両用回転電機。
3. The rotating electric machine for a vehicle according to claim 1, further comprising: switch means for selectively short-circuiting and releasing between the output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit. Rotating electric machine for vehicles.
【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の車両
用回転電機において、 前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路の端末は
車両本体に接地されており、前記ブリッジのスイッチン
グ手段は、少なくとも前記ブリッジ回路の接地側に配置
されていることを特徴とする車両用回転電機。
4. The rotating electrical machine for a vehicle according to claim 1, wherein terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are grounded to a vehicle body, and the switching means of the bridge includes A rotating electrical machine for a vehicle, which is arranged at least on the ground side of the bridge circuit.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の車両
用回転電機において、 前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路の出力端
はバッテリもしくは電気負荷に接続され、前記1ブリッ
ジ回路と前記第2ブリッジ回路の出力端は異なる電圧に
制御されることを特徴とする車両用回転電機。
5. The vehicular rotating electrical machine according to claim 1, wherein output terminals of the first bridge circuit and the second bridge circuit are connected to a battery or an electric load, and the one bridge circuit is connected to a battery. The output terminal of the second bridge circuit is controlled to a different voltage.
【請求項6】 請求項5に記載の車両用回転電機におい
て、 前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路のスイッ
チング導通率は、各々独立して設定することを特徴とす
る車両用回転電機。
6. The vehicular rotating electrical machine according to claim 5, wherein the switching continuities of the first bridge circuit and the second bridge circuit are set independently of each other.
【請求項7】 請求項1から6のいずれかに記載の車両
用回転電機において、 前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路のスイッ
チング手段は、前記第1巻線と前記第2巻線の各相の一
方が短絡し他方がブリッジ形成を為すスイッチングのタ
イミングを有する制御機構を持つことを特徴とする車両
用回転電機。
7. The rotating electric machine for a vehicle according to claim 1, wherein the switching means of the first bridge circuit and the second bridge circuit comprises a first winding and a second winding. A rotating electric machine for a vehicle, comprising a control mechanism having a switching timing in which one of the phases is short-circuited and the other forms a bridge.
【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載の車両
用回転電機において、 前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路のすべて
の素子がスイッチング機能を有し、前記第1ブリッジ回
路の第1スイッチ群と前記第2ブリッジ回路の第2スイ
ッチ群とは、電動機として作動することを特徴とする車
両用回転電機。
8. The vehicular rotating electric machine according to claim 1, wherein all elements of the first bridge circuit and the second bridge circuit have a switching function, and the first bridge circuit has a switching function. A rotating electric machine for a vehicle, wherein the first switch group and the second switch group of the second bridge circuit operate as an electric motor.
【請求項9】 請求項1から8のいずれかに記載の車両
用回転電機において、 前記スイッチング手段はMOSトランジスタにより形成
されていることを特徴とする車両用回転電機。
9. The rotating electric machine for a vehicle according to claim 1, wherein said switching means is formed by a MOS transistor.
【請求項10】 請求項1から9のいずれかに記載の車
両用回転電機において、 前記固定子巻線は前記スロット形状に沿った略矩形の断
面を有していることを特徴とする車両用回転電機。
10. The vehicular rotating electrical machine according to claim 1, wherein the stator winding has a substantially rectangular cross section along the slot shape. Rotating electric machine.
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