JP2007049862A - Electric machine with built-in magnetic pole position sensor, electric machine device, and on-vehicle electric machine system - Google Patents

Electric machine with built-in magnetic pole position sensor, electric machine device, and on-vehicle electric machine system Download PDF

Info

Publication number
JP2007049862A
JP2007049862A JP2005233902A JP2005233902A JP2007049862A JP 2007049862 A JP2007049862 A JP 2007049862A JP 2005233902 A JP2005233902 A JP 2005233902A JP 2005233902 A JP2005233902 A JP 2005233902A JP 2007049862 A JP2007049862 A JP 2007049862A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
magnetic
electric machine
magnetic pole
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005233902A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumio Tajima
文男 田島
Masaji Kitamura
正司 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2005233902A priority Critical patent/JP2007049862A/en
Publication of JP2007049862A publication Critical patent/JP2007049862A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine device which can reduce the output errors of a magnetic pole position sensor due to the effects of the magnetic leakage flux generated by winding, to suppress the generation of the pulsasion torque of the rotary electric machine under the influence of the output error. <P>SOLUTION: The rotary electric machine device is provided with a sensor output correction circuit 15, which corrects the output information of the magnetic pole position sensor 11 built in an permanent magnet rotary electric machine 1. The device corrects the output informaiton of the magnetic pole position sensor 11, corresponding to the sensor output correction information for correcting the output information of the magnetic pole position sensor 11, and removes all the error or much of the errors caused by the effects of the magnetic leakage flux generated by a stator winding 5 from the output information of the magnetic pole position sensor 11. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、機器内部に磁極位置センサを内蔵した電気機械、及びその電気機械を用いた電気機械装置、並びにその電気機械装置を搭載した車載電機システムに関する。   The present invention relates to an electric machine having a built-in magnetic pole position sensor inside an apparatus, an electric machine device using the electric machine, and an in-vehicle electric system equipped with the electric machine device.

機器内部に磁極位置センサを内蔵した電気機械としては、例えば特許文献1に開示された永久磁石回転電機がある。特許文献1に開示された永久磁石回転電機では、回転子の磁極位置を検出するための磁極位置センサを固定子の磁極に内蔵し、回転子の磁極を形成する永久磁石の磁束を検知している。これにより、特許文献1に開示された永久磁石回転電機では、回転電機の小型化、磁極位置センサ取付後の磁極位置センサの位置合わの作業の省略を図っている。   As an electric machine incorporating a magnetic pole position sensor inside the device, for example, there is a permanent magnet rotating electric machine disclosed in Patent Document 1. In the permanent magnet rotating electrical machine disclosed in Patent Document 1, a magnetic pole position sensor for detecting the magnetic pole position of the rotor is built in the magnetic pole of the stator, and the magnetic flux of the permanent magnet that forms the magnetic pole of the rotor is detected. Yes. Thereby, in the permanent magnet rotating electrical machine disclosed in Patent Document 1, the rotating electrical machine is downsized and the work of positioning the magnetic pole position sensor after the magnetic pole position sensor is attached is omitted.

特開2004−153924号公報JP 2004-153924 A

自動車には、エンジンを動力源とした油圧機構によって駆動される車載補機が数多く搭載されている。その一方で自動車には、エンジン負荷軽減による燃費の向上や、エンジン排ガスの低減による耐環境性の向上などが要求されている。このため、最近では、回転電機やリニアモータなどの電気機械を車載補機の駆動源とする、いわゆる電動化が加速している。また、電動化は、車載補機の駆動によって消費されるエネルギーを、車載補機の動作時の電力消費のみとすることができ、所定の油圧を常時確保しなければならない油圧機構の消費エネルギーよりも小さくできる。   Many in-vehicle auxiliary machines that are driven by a hydraulic mechanism using an engine as a power source are mounted on automobiles. On the other hand, automobiles are required to improve fuel efficiency by reducing engine load and to improve environmental resistance by reducing engine exhaust gas. For this reason, recently, so-called electrification, in which an electric machine such as a rotating electric machine or a linear motor is used as a drive source for an in-vehicle auxiliary machine, has been accelerated. In addition, the electrification allows the energy consumed by driving the in-vehicle auxiliary equipment to be only the power consumption during the operation of the in-vehicle auxiliary equipment, and from the energy consumption of the hydraulic mechanism that must ensure a predetermined hydraulic pressure at all times. Can also be reduced.

車載補機の駆動用電気機械としては、電動パワーステアリング装置やスロットルバルブなどのアクチュエータに代表されるように、小型軽量でかつ価格の点で有利な直流電動機が主流である。しかし、最近では、ネオジウム磁石などの高性能磁石の開発によって小型軽量,高効率化,保守点検不要の効果がある永久磁石ブラシレス電動機やリニアモータなどを車載補機の駆動用電気機械として採用する場合も多い。   As a drive electric machine for an in-vehicle auxiliary machine, a DC motor that is small and light and advantageous in terms of price, as represented by an actuator such as an electric power steering device and a throttle valve, is mainly used. Recently, however, permanent magnet brushless motors and linear motors, which have the effect of making small and light weight, high efficiency, and maintenance-free by developing high-performance magnets such as neodymium magnets, are used as electric machines for driving on-vehicle auxiliaries. There are also many.

永久磁石を用いた電気機械の駆動を制御する場合、その入力情報として可動の磁極位置の情報が必要になる。このため、永久磁石を用いた電気機械には、可動子の磁極位置を検出するための磁極位置センサが取り付けられている。磁極位置センサの取付箇所は電気機械の回転軸の端部とする場合が多いが、背景技術のように、電気機械の内部に内蔵する場合もある。   When controlling the driving of an electric machine using a permanent magnet, information on the movable magnetic pole position is required as input information. For this reason, a magnetic pole position sensor for detecting the magnetic pole position of the mover is attached to an electric machine using a permanent magnet. The attachment position of the magnetic pole position sensor is often the end of the rotating shaft of the electric machine, but it may be built in the electric machine as in the background art.

可動軸の端部に磁極位置センサを取り付ける電気機械では、磁極位置センサの取り付けによって電気機械の軸方向の一部分が占有される。このため、軸方向の長さと出力トルクが決定されている電気機械では、可動軸の端部に磁極位置センサを取り付ける場合、トルクを出力するために必要な鉄心部の軸方向の寸法が磁極位置センサの取り付けによって制限される。特に軸方向よりも径方向の寸法が大きい扁平な電気機械では、鉄心部の軸方向の寸法の制限によって、所定の軸方向の寸法のままで所定のトルクを出力することに限界が生じる。この解決策としては、鉄心部と磁極位置センサとの間隔を狭くし、鉄心部の軸方向端部から突出した巻線端部の近くに磁極位置センサを配置することが考えられる。しかし、巻線端部の近くに磁極位置センサを配置すると、巻線の作る漏洩磁束の影響を磁極位置センサが受け、センサ出力に誤差が生じる。この出力誤差は電気機械の脈動トルクとなって現れる。   In the electric machine in which the magnetic pole position sensor is attached to the end of the movable shaft, a part of the electric machine in the axial direction is occupied by the attachment of the magnetic pole position sensor. For this reason, in an electric machine in which the axial length and output torque are determined, when the magnetic pole position sensor is attached to the end of the movable shaft, the axial dimension of the iron core necessary for outputting torque is the magnetic pole position. Limited by sensor mounting. In particular, in a flat electric machine having a larger dimension in the radial direction than in the axial direction, there is a limit in outputting a predetermined torque with the dimension in the predetermined axial direction due to the limitation in the axial dimension of the iron core. As a solution to this, it is conceivable that the interval between the iron core portion and the magnetic pole position sensor is narrowed, and the magnetic pole position sensor is arranged near the winding end protruding from the axial end of the iron core. However, if the magnetic pole position sensor is arranged near the end of the winding, the magnetic pole position sensor is affected by the leakage magnetic flux generated by the winding, and an error occurs in the sensor output. This output error appears as pulsation torque of the electric machine.

巻線の作る漏洩磁束の影響は、鉄心部に磁極位置センサを内蔵する電気機械においても同様にある。このため、背景技術では、磁極位置センサを収納するスロットを固定子突極の可動子との対向表面に形成し、スロットの周方向両側に磁気バリアを形成している。しかし、背景技術のように、固定子突極の可動子との対向表面にスロットなどの切欠きを施すと、高い周期の磁気変動が磁気回路に生じ、その磁気変動の影響を磁極位置センサが受ける。また、鉄心部が軸方向に同じ形状であるので、背景技術のように、鉄心部に磁極位置センサを配置すると、特に軸方向に長い電気機械では、鉄心部におけるトルク非発生部の占める割合が大きくなり、発生トルクが低下する。   The influence of the leakage magnetic flux produced by the winding is also the same in an electric machine that incorporates a magnetic pole position sensor in the iron core. For this reason, in the background art, a slot for accommodating the magnetic pole position sensor is formed on the surface of the stator salient pole facing the mover, and magnetic barriers are formed on both sides in the circumferential direction of the slot. However, as in the background art, when a notch such as a slot is formed on the surface of the stator salient pole that faces the mover, high-cycle magnetic fluctuations occur in the magnetic circuit, and the magnetic pole position sensor influences the magnetic fluctuations. receive. Moreover, since the iron core portion has the same shape in the axial direction, when the magnetic pole position sensor is arranged in the iron core portion as in the background art, the ratio of the non-torque generating portion in the iron core portion is particularly large in an electric machine that is long in the axial direction. The generated torque decreases.

本発明は、巻線が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサの出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による電気機械の脈動トルクの発生を抑えることができる電気機械装置を提供する。   The present invention provides an electromechanical device capable of reducing an output error of a magnetic pole position sensor due to an influence of a leakage magnetic flux generated by a winding and suppressing generation of a pulsating torque of the electric machine due to the influence of the output error.

ここに、本発明は、電気機械に内蔵された磁極位置センサの出力情報を補正するセンサ出力情報補正手段を備え、磁極位置センサの出力情報を補正するためのセンサ出力補正情報に応じて磁極位置センサの出力情報を補正することを特徴とする。   Here, the present invention includes sensor output information correction means for correcting the output information of the magnetic pole position sensor built in the electric machine, and the magnetic pole position according to the sensor output correction information for correcting the output information of the magnetic pole position sensor. The sensor output information is corrected.

このように、磁極位置センサの出力情報を補正する本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くを磁極位置センサの出力情報から除去できる。これにより、本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くが除去されたセンサ補正出力情報から可動磁極位置の情報を得て電気機械に供給される電流を制御できる。従って、本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサの出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による電気機械の脈動トルクの発生を抑えることができる。   As described above, according to the present invention for correcting the output information of the magnetic pole position sensor, all or most of the error due to the influence of the leakage magnetic flux generated by the winding can be removed from the output information of the magnetic pole position sensor. As a result, according to the present invention, information on the movable magnetic pole position is obtained from the sensor correction output information from which all or most of the error due to the influence of the leakage magnetic flux generated by the winding has been removed, and is supplied to the electric machine. The current can be controlled. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the output error of the magnetic pole position sensor due to the influence of the leakage magnetic flux generated by the winding, and to suppress the generation of the pulsating torque of the electric machine due to the influence of the output error.

また、本発明は、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサの出力精度の低下を抑えることができる電気機械を提供する。   In addition, the present invention provides an electric machine that can reduce magnetic fluctuation caused by the built-in magnetic pole position sensor mounting structure and can suppress a decrease in output accuracy of the magnetic pole position sensor due to the influence of the magnetic fluctuation. .

ここに、本発明は、複数の磁路突極を備えた鉄心に、磁極位置センサを取り付けるためのセンサ取付突極を少なくとも一つ設け、センサ取付突極の突端の磁極中心における可動子との対向距離が、磁路突極の突端の磁極中心における可動子との対向距離よりも大きくなるようにセンサ取付突極を形成し、センサ取付突極の突端における可動子との対向側と可動子との間の空隙に磁極位置センサを配置して磁極位置センサをセンサ取付突極の突端に固定したことを特徴とする。   In the present invention, at least one sensor mounting salient pole for mounting a magnetic pole position sensor is provided on an iron core having a plurality of magnetic path salient poles, and the mover at the center of the magnetic pole at the tip of the sensor mounting salient pole The sensor mounting salient pole is formed such that the facing distance is larger than the facing distance between the magnetic path salient pole and the mover at the center of the magnetic pole. A magnetic pole position sensor is arranged in the gap between the magnetic pole position sensor and the magnetic pole position sensor is fixed to the protruding end of the sensor mounting salient pole.

このように、磁極位置センサを固定する本発明によれば、磁気回路に磁気変動を生じさせる切欠きをセンサ取付突極に施すことなく、磁極位置センサをセンサ取付突極に固定することができる。これにより、本発明によれば、切欠きによって磁気回路に生じる高い周期の磁気変動を抑えることができ、磁気回路から磁極位置センサに及ぶ磁気変動を抑えることができる。従って、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサの出力精度の低下を抑えることができる。   Thus, according to the present invention for fixing the magnetic pole position sensor, it is possible to fix the magnetic pole position sensor to the sensor mounting salient pole without providing the sensor mounting salient pole with a notch that causes magnetic fluctuation in the magnetic circuit. . As a result, according to the present invention, it is possible to suppress high-frequency magnetic fluctuations that occur in the magnetic circuit due to the notches, and to suppress magnetic fluctuations from the magnetic circuit to the magnetic pole position sensor. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce magnetic fluctuation caused by the built-in magnetic pole position sensor mounting structure, and to suppress a decrease in output accuracy of the magnetic pole position sensor due to the influence of the magnetic fluctuation.

さらに、本発明は、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができる電気機械を提供する。   Furthermore, the present invention provides an electric machine that can reduce magnetic fluctuations caused by the built-in magnetic pole position sensor mounting structure and suppress the generation of pulsating torque due to the influence of the magnetic fluctuations.

ここに、本発明は、複数の磁路突極を備えた鉄心に、磁極位置センサを取り付けるためのセンサ取付突極を少なくとも一つ設け、センサ取付突極と可動子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させるための手段を磁路突極に施したことを特徴とする。   Here, in the present invention, at least one sensor mounting salient pole for mounting a magnetic pole position sensor is provided on an iron core having a plurality of magnetic path salient poles, and magnetism generated by magnetic balance between the sensor mounting salient pole and the mover. The fluctuation is characterized in that a means for generating a magnetic fluctuation of an antiphase component is applied to the magnetic path salient pole.

このように、センサ取付突極と回転子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させる本発明によれば、センサ取付突極を設けたことによって生じるコギングトルク、すなわち1可動当り可動磁極数と同数の振幅数を持つコギングトルクを低減できる。従って、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができる。   As described above, according to the present invention that generates a magnetic fluctuation having a component opposite to the magnetic fluctuation caused by the magnetic balance between the sensor mounting salient pole and the rotor, the cogging torque generated by providing the sensor mounting salient pole, that is, Cogging torque having the same number of amplitudes as the number of movable magnetic poles per movable can be reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the magnetic fluctuation caused by the built-in magnetic pole position sensor mounting structure, and to suppress the generation of pulsating torque due to the influence of the magnetic fluctuation.

さらにまた、本発明は、上記電気機械装置或いは上記電気機械を搭載した車載電機システムを提供する。   Furthermore, the present invention provides the above-mentioned electric machine device or an in-vehicle electric system equipped with the electric machine.

車載電機システムとしては、電動ブレーキ装置,電動パワーステアリング装置,電子制御スロットル装置,電磁サスペンション装置,車両駆動装置などがある。   As an in-vehicle electric system, there are an electric brake device, an electric power steering device, an electronic control throttle device, an electromagnetic suspension device, a vehicle drive device, and the like.

以上説明した本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサの出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による電気機械の脈動トルクの発生を抑えることができるので、小型のために磁極位置センサを電気機械に内蔵した場合でも、正確な磁極位置による電気機械の駆動制御を行うことができる。従って、本発明によれば、小型で高性能な電気機械装置を提供できる。   According to the present invention described above, the output error of the magnetic pole position sensor due to the influence of the leakage magnetic flux generated by the winding can be reduced, and the generation of pulsation torque of the electric machine due to the influence of the output error can be suppressed. Therefore, even when the magnetic pole position sensor is built in the electric machine, it is possible to perform drive control of the electric machine with an accurate magnetic pole position. Therefore, according to the present invention, a small and high-performance electromechanical device can be provided.

また、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサの出力精度の低下を抑えることができるので、電気機械の駆動制御に用いられる磁極位置センサの出力情報として、精度の高い情報を制御装置に供給できる。従って、本発明によれば、内蔵した磁極位置センサにとって好適な電気機械を提供できる。   Further, according to the present invention, it is possible to reduce the magnetic fluctuation caused by the built-in magnetic pole position sensor mounting structure, and to suppress the decrease in the output accuracy of the magnetic pole position sensor due to the influence of the magnetic fluctuation. Highly accurate information can be supplied to the control device as output information of the magnetic pole position sensor used for drive control of the machine. Therefore, according to the present invention, an electric machine suitable for the built-in magnetic pole position sensor can be provided.

また、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができるので、磁極位置センサを電気機械に内蔵しても電気機械の特性の低下を抑制できる。従って、本発明によれば、磁極位置センサを内蔵した高性能な電気機械を提供できる。   In addition, according to the present invention, the magnetic fluctuation caused by the built-in magnetic pole position sensor mounting structure can be reduced, and the generation of pulsating torque due to the influence of the magnetic fluctuation can be suppressed. Even if it is built in the machine, it is possible to suppress the deterioration of the characteristics of the electric machine. Therefore, according to the present invention, a high-performance electric machine incorporating a magnetic pole position sensor can be provided.

さらに、本発明によれば、上記電気機械装置或いは上記電気機械を搭載した車載電機システムを提供できる。   Furthermore, according to this invention, the said vehicle machine system which mounts the said electric machine apparatus or the said electric machine can be provided.

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下の実施例では、本発明の電気機械装置を用いた車載電機システムとして、高精度な制御が要求される電動ブレーキ装置を例に挙げて説明する。電動ブレーキ装置は、車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力を制動力として車輪に伝達するものである。   In the following embodiments, an electric brake device that requires high-precision control will be described as an example of an in-vehicle electric machine system using the electromechanical device of the present invention. The electric brake device transmits an electric force generated by a rotating electric machine that uses an in-vehicle battery constituting an in-vehicle power source as a power source to a wheel as a braking force.

尚、以下に説明する電気機械装置の構成は、車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力を操舵力として車輪に伝達する電動パワーステアリング装置、車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力によって弁体を駆動し、内燃機関であるエンジンに供給される空気量の制御する電子制御スロットル装置,車載電源を構成する車載バッテリを電源として電動力を発生するリニアモータでダンパーを構成し,車体が受けるショックを吸収しながら車体を支えるバネの伸縮を減衰させるサスペンション装置,車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力を車両の推進力として車輪に伝達する車両駆動装置などの車載電機システムにも適用可能である。   In addition, the configuration of the electromechanical device described below includes an electric power steering device that transmits an electric force generated by a rotating electric machine that uses an in-vehicle battery that constitutes an in-vehicle power source as a power source to a wheel, and an in-vehicle power source that constitutes the in-vehicle power source. An electronically controlled throttle device that controls the amount of air supplied to the engine, which is an internal combustion engine, by driving electric power generated by a rotating electrical machine that uses a battery as a power source. The damper is composed of a linear motor that generates electric power, the suspension device that attenuates the expansion and contraction of the spring that supports the vehicle body while absorbing the shock received by the vehicle body, and the electric power generated by the rotating electrical machine that uses the vehicle battery that constitutes the vehicle power supply. The present invention can also be applied to an in-vehicle electric system such as a vehicle drive device that transmits a vehicle driving force to wheels.

また、以下に説明する電気機械装置の構成は、工場などに設置された産業機器用の電機システム、或いは空気調和機や洗濯機など、家庭機器用の電機システムにも適用可能である。   The configuration of the electromechanical device described below can also be applied to an electrical system for industrial equipment installed in a factory or the like, or an electrical system for household equipment such as an air conditioner or a washing machine.

本発明の第1実施例を図1乃至図6に基づいて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、本実施例の永久磁石回転電機の構成について図4,図5を用いて説明する。   First, the configuration of the permanent magnet rotating electric machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施例の永久磁石回転電機1は、回転磁極位置を検出するための磁極位置センサを内蔵した電気機械であって、回転磁界を発生する固定子2と、固定子2との磁気的作用により回転すると共に、固定子2の内周側に空隙を介して回転可能なように、固定子2に対向配置された回転子3とを備えている。   The permanent magnet rotating electrical machine 1 according to the present embodiment is an electric machine having a built-in magnetic pole position sensor for detecting a rotating magnetic pole position, and is based on a magnetic action between the stator 2 that generates a rotating magnetic field and the stator 2. A rotor 3 is disposed on the inner peripheral side of the stator 2 so as to be rotated through a gap so as to be opposed to the stator 2.

固定子2は、固定側の磁路を構成する固定子鉄心4と、通電により磁束を発生させる固定子巻線5とを備えている。   The stator 2 includes a stator core 4 that forms a magnetic path on the fixed side, and a stator winding 5 that generates a magnetic flux when energized.

固定子鉄心4は、円筒状のヨ−ク部41(又はコアバック部という)と、ヨーク部41の内周表面から径方向内側(向心側)に突出し、ヨーク部41の内周面に沿って軸方向に延びた複数の固定子突極42,44(又はティース部という)とを備えている。固定子突極42はヨーク部41の内周面に沿って周方向に等間隔で配置されている。周方向に隣接する1つの固定子突極42間(U1+固定子突極42とW3+固定子突極42との間)には固定子突極44が配置されている。本実施例では、固定子突極42の各々に付された相記号(U,V,W)から明確なように、相毎に3つの固定子突極42が周方向に連続して配列されて各相の固定子突極郡が形成され、U相,V相,W相の順に固定子突極郡が周方向に配列されている。このような配列によれば、相毎に相巻線を連続して対応する固定子突極42に巻くことができ、固定子巻線5のコイルエンド部における相巻線の結線数を減らせる。尚、相記号の次に付された番号は、各相に属する固定子突極42の数を示し、番号の次に付された正負記号(+,−)は、固定子突極42に巻かれた相巻線に流れる電流の方向を示す。   The stator core 4 projects from the inner surface of the yoke portion 41 to the inner side surface of the yoke portion 41 and protrudes radially inward from the inner peripheral surface of the yoke portion 41 (or core back portion). A plurality of stator salient poles 42 and 44 (or teeth portions) extending in the axial direction along the axis. The stator salient poles 42 are arranged at equal intervals in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the yoke portion 41. A stator salient pole 44 is disposed between one stator salient pole 42 adjacent in the circumferential direction (between U1 + stator salient pole 42 and W3 + stator salient pole 42). In this embodiment, as is clear from the phase symbols (U, V, W) attached to the stator salient poles 42, three stator salient poles 42 are continuously arranged in the circumferential direction for each phase. Thus, stator salient pole groups of each phase are formed, and the stator salient pole groups are arranged in the circumferential direction in the order of the U phase, the V phase, and the W phase. According to such an arrangement, phase windings can be continuously wound around the corresponding stator salient poles 42 for each phase, and the number of phase winding connections at the coil end portion of the stator winding 5 can be reduced. . The numbers given next to the phase symbols indicate the number of stator salient poles 42 belonging to each phase, and the positive / negative symbols (+, −) given next to the numbers are wound around the stator salient poles 42. The direction of the electric current which flows into the arranged phase winding is shown.

また、固定子鉄心4は、板状の磁性部材(珪素鋼板)を軸方向に打ち抜いて形成した複数の板状の成型部材を軸方向に積層したものであり、ヨーク部41に対応するコア片と固定子突極42,44に対応するコア片とを一体に製作するコア方式、或いはヨーク部41に対応するコア片と固定子突極42,44に対応するコア片とを別々に(分割して)製作するコア方式のいずれかによって形成されている。前者のコア方式は、ヨーク部41に対応する鉄心板部分と固定子突極42,44に対応する鉄心板部分とが一体になった複数の板状の成型部材を、板状の磁性部材を軸方向に打ち抜いて製作し、この製作した複数の板状の成型部材を積層して固定子鉄心4を製作するものである。後者のコア方式は、ヨーク部41に対応する複数の板状の成型部材と固定子突極42,44に対応する複数の板状の成型部材とをそれぞれ別々に、板状の磁性部材を軸方向に打ち抜いて製作し、この製作した複数の板状の成型部材をそれぞれ積層して、ヨーク部41に対応するコア片と固定子突極42,44に対応するコア片とをそれぞれ製作し、この後、ヨーク部41に対応するコア片に、固定子突極42,44に対応するコア片を結合して固定子鉄心4を製作するものである。   Further, the stator core 4 is formed by stacking a plurality of plate-shaped molding members formed by punching a plate-shaped magnetic member (silicon steel plate) in the axial direction, and a core piece corresponding to the yoke portion 41. And the core piece corresponding to the stator salient poles 42 and 44, or the core piece corresponding to the yoke 41 and the core piece corresponding to the stator salient poles 42 and 44 are separately (divided). It is formed by one of the core methods to be manufactured. In the former core system, a plurality of plate-shaped molded members in which an iron core plate portion corresponding to the yoke portion 41 and iron core plate portions corresponding to the stator salient poles 42 and 44 are integrated into a plate-like magnetic member. The stator core 4 is manufactured by punching in the axial direction and laminating a plurality of the plate-shaped molded members thus manufactured. In the latter core system, a plurality of plate-shaped molded members corresponding to the yoke portion 41 and a plurality of plate-shaped molded members corresponding to the stator salient poles 42 and 44 are separately provided, and the plate-shaped magnetic member is pivoted. Produced by punching in the direction, each of the produced plate-shaped molded members is laminated to produce a core piece corresponding to the yoke portion 41 and a core piece corresponding to the stator salient poles 42 and 44, respectively. Thereafter, the core piece corresponding to the stator salient poles 42 and 44 is coupled to the core piece corresponding to the yoke portion 41 to manufacture the stator core 4.

複数の固定子突極42のそれぞれには、絶縁部材(図示省略した巻線ボビン)を介して固定子巻線5の対応する相巻線が集中的に巻かれている。この集中巻は、固定子突極42のコア片の4つの側面に対して巻線導体を複数巻回する巻線方式である。固定子鉄心4の固定子突極44には固定子巻線5が巻かれていない。固定子突極42,44が周方向に配列されることにより、周方向に隣接する固定子突極42間及び固定子突極42−44間には、固定子突極42に巻かれた相巻線の直線部を収納するスロット43が形成される。相巻線の2つの直線部を接続するコイルエンド部は固定子鉄心4の軸方向両端から軸方向外側に突出している。本実施例では、固定子巻線5の各相巻線をY字状に結線するスター結線方式を採用しているが、固定子巻線5の各相巻線を△状に結線するデルタ結線を採用しても構わない。   Each of the plurality of stator salient poles 42 is intensively wound with a corresponding phase winding of the stator winding 5 via an insulating member (winding bobbin not shown). This concentrated winding is a winding method in which a plurality of winding conductors are wound around the four side surfaces of the core piece of the stator salient pole 42. The stator winding 5 is not wound around the stator salient poles 44 of the stator core 4. By arranging the stator salient poles 42 and 44 in the circumferential direction, a phase wound around the stator salient pole 42 is provided between the stator salient poles 42 adjacent to each other in the circumferential direction and between the stator salient poles 42 to 44. A slot 43 is formed to accommodate the linear portion of the winding. Coil end portions connecting the two linear portions of the phase winding protrude outward in the axial direction from both axial ends of the stator core 4. In this embodiment, a star connection method is used in which each phase winding of the stator winding 5 is connected in a Y shape. However, a delta connection in which each phase winding of the stator winding 5 is connected in a Δ shape. May be adopted.

回転子3は、回転側の磁路を構成する回転子鉄心7と、回転磁極を構成する永久磁石6と、回転軸を構成するシャフト8とを備えている。   The rotor 3 includes a rotor core 7 that forms a magnetic path on the rotation side, a permanent magnet 6 that forms a rotating magnetic pole, and a shaft 8 that forms a rotating shaft.

固定子鉄心7は、板状の磁性部材(珪素鋼板)を軸方向に打ち抜いて形成した複数の板状の成型部材を軸方向に積層したものであり、シャフト8の外周に圧入され、シャフト8の外周表面上に嵌合された円筒状のものである。永久磁石6は、固定子鉄心7の外周面に沿って軸方向に延び、かつ径方向にN極とS極の磁極が形成された略かまぼこ状のものであり、回転子鉄心7の外周面に沿って周方向に等間隔で配置され、回転子鉄心7の外周表面上に接着剤を用いて固定されている。周方向に隣接する永久磁石6の極性は互いに逆極性になっている。永久磁石6には、回転電機の小型化,高効率化に最も寄与する希土類系磁石を用いている。永久磁石6の径方向シャフト側磁極は回転子鉄心7の外周と同心の円弧になっている。永久磁石6の径方向固定子側磁極は径方向シャフト側磁極の円弧とは非同心で、かつ空隙に向けて磁極中心が突出するような円弧になっている。このように、磁石の径方向の厚みが磁石の周方向両端部から磁石の周方向中央部に向かうにしたがって大きくなり、磁石の周方向中央部が最も空隙側に突出する磁石形状によれば、永久磁石6の空隙面の磁束密度分布を正弦波状にできる。シャフト8は回転子鉄心7の中心軸上に設けられものであり、回転子鉄心7の内周側が外周表面上に圧入などにより嵌合され、回転子鉄心7の軸方向両端部から軸方向外側に突出して、軸方向両端部に配置されたベアリング10によって回転可能に支承されている。   The stator core 7 is formed by laminating a plurality of plate-shaped molded members formed by punching a plate-shaped magnetic member (silicon steel plate) in the axial direction, and is press-fitted into the outer periphery of the shaft 8. It is a cylindrical thing fitted on the outer peripheral surface. The permanent magnet 6 has a substantially semi-cylindrical shape extending in the axial direction along the outer peripheral surface of the stator core 7 and having N and S magnetic poles formed in the radial direction. The outer peripheral surface of the rotor core 7 Are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and are fixed on the outer peripheral surface of the rotor core 7 using an adhesive. The polarities of the permanent magnets 6 adjacent to each other in the circumferential direction are opposite to each other. The permanent magnet 6 is a rare earth magnet that contributes most to miniaturization and high efficiency of the rotating electrical machine. The radial shaft side magnetic pole of the permanent magnet 6 is an arc concentric with the outer periphery of the rotor core 7. The radial stator side magnetic pole of the permanent magnet 6 is non-concentric with the arc of the radial shaft side magnetic pole, and has a circular arc such that the magnetic pole center protrudes toward the gap. Thus, according to the magnet shape in which the radial thickness of the magnet increases from the circumferential end of the magnet toward the circumferential central portion of the magnet, and the circumferential central portion of the magnet projects to the most gap side, The magnetic flux density distribution on the air gap surface of the permanent magnet 6 can be made sinusoidal. The shaft 8 is provided on the central axis of the rotor core 7, and the inner peripheral side of the rotor core 7 is fitted onto the outer peripheral surface by press-fitting or the like. And is supported rotatably by bearings 10 disposed at both ends in the axial direction.

尚、図示省略したが、複数の永久磁石6を外周側には、複数の永久磁石6を外周側から押え込む押え部材が設けられている。この部材は、回転子3の遠心力による永久磁石6の回転子鉄心7からの飛散を防止するために設けられた金属(例えばステンレス)製の円環状部材である。   Although not shown, a pressing member for pressing the plurality of permanent magnets 6 from the outer peripheral side is provided on the outer peripheral side. This member is an annular member made of metal (for example, stainless steel) provided to prevent the permanent magnet 6 from scattering from the rotor core 7 due to the centrifugal force of the rotor 3.

固定子2は、ハウジングを構成するブラケット9によって固定子鉄心4の外周側の軸方向両端部が軸方向両側から挟み込まれることにより、ブラケット9の内側に保持されている。ブラケット9は、軸方向一方側端部が開放され、他方側端部が閉塞された円環状の部材である。シャフト8は、ブラケット9の閉塞面に固定されたベアリング10によって回転可能に軸支されている。これにより、回転子3は、固定子2から回転可能に保持されていることになる。また、シャフト8はベアリング10よりもさらに軸方向外側に突出しており、他機器との連結が可能になっている。   The stator 2 is held inside the bracket 9 by sandwiching both axial ends on the outer peripheral side of the stator core 4 from both sides in the axial direction by brackets 9 constituting the housing. The bracket 9 is an annular member that is open at one end in the axial direction and closed at the other end. The shaft 8 is rotatably supported by a bearing 10 fixed to the closing surface of the bracket 9. Thereby, the rotor 3 is held rotatably from the stator 2. Further, the shaft 8 protrudes further outward in the axial direction than the bearing 10 and can be connected to other devices.

尚、本実施例では、固定子突極42が9個、永久磁石6が10個のいわゆる10極9スロットの永久磁石回転電機1を例に挙げて説明した。永久磁石回転電機1としては、10極9スロットと同比の磁極−スロット数のもの、10極12スロットのもの、10極12スロットと同比の磁極−スロット数のもの、8極9スロットのもの、8極9スロットと同比の磁極−スロット数のものを用いてもよい。   In this embodiment, the permanent magnet rotating electrical machine 1 having nine stator salient poles 42 and ten permanent magnets 6 and so-called 10 poles 9 slots has been described as an example. The permanent magnet rotating electrical machine 1 has the same number of magnetic poles-slots as 10 poles and 9 slots, has 10 poles and 12 slots, has the same ratio of magnetic poles and slots as 10 poles and 12 slots, and has 8 poles and 9 slots. You may use the thing of the same number of magnetic poles-slots as 8 poles and 9 slots.

固定子突極44の突端の回転子3との対向面(空隙面)は、固定子突極42の突端の回転子3との対向面(空隙面)よりもヨーク部41側に位置している。これにより、固定子突極44の突端の内周面と回転子3の外周面との間の空隙寸法は、固定子突極42の突端の内周面と回転子3の外周面との間の空隙寸法よりも大きい。固定子突極44の突端の内周面と回転子3の外周面との間の空隙には、回転子3の回転磁極の位置を検出するための3つの磁極位置センサ11が、それぞれに対して120度(電気角)の位相差を持つように、かつ反時計回りにU相用Hu,V相用Hv,W相用Hwの順になるように、周方向に並設されている。磁極位置センサ11はホール素子などの磁気感知素子であり、接着などの固定方法によって精度が確保できるように、固定子突極44の内周表面上に取り付けられている。ここで、磁極位置センサ11が3つ(Hu,Hv,Hw)あるのは、永久磁石回転電機1が3相の交流式同期機だからである。   The opposing surface (gap surface) of the protruding end of the stator salient pole 44 to the rotor 3 is located closer to the yoke part 41 than the opposing surface (gap surface) of the protruding end of the stator salient pole 42 to the rotor 3. Yes. Thus, the gap dimension between the inner peripheral surface of the protruding end of the stator salient pole 44 and the outer peripheral surface of the rotor 3 is between the inner peripheral surface of the protruding end of the stator salient pole 42 and the outer peripheral surface of the rotor 3. It is larger than the void size. In the gap between the inner peripheral surface of the protruding end of the stator salient pole 44 and the outer peripheral surface of the rotor 3, three magnetic pole position sensors 11 for detecting the position of the rotating magnetic pole of the rotor 3 are respectively provided. Are arranged in parallel in the circumferential direction so as to have a phase difference of 120 degrees (electrical angle) and in the order of U phase Hu, V phase Hv, and W phase Hw in the counterclockwise direction. The magnetic pole position sensor 11 is a magnetic sensing element such as a Hall element, and is mounted on the inner peripheral surface of the stator salient pole 44 so as to ensure accuracy by a fixing method such as adhesion. Here, the reason why there are three magnetic pole position sensors 11 (Hu, Hv, Hw) is because the permanent magnet rotating electrical machine 1 is a three-phase AC synchronous machine.

尚、回転子3の外周面は、永久磁石6の最も固定子2側に突出した部分間を結んで形成される周面のことである。   Note that the outer peripheral surface of the rotor 3 is a peripheral surface formed by connecting portions of the permanent magnet 6 that protrudes most to the stator 2 side.

磁極位置センサ11は、永久磁石6の磁束が鎖交することにより正弦波状の信号を出力する。本実施例では、前述したように、永久磁石6がかまぼこ形状をしているので、磁極位置センサ11の出力は回転子3の位置に応じたきれいな(歪のない)正弦波となる。磁極位置センサ11から出力された正弦波信号を、例えばマイクロプロセッサに設けられたアナログ・デジタル(A/D)変換器を介して取り込むことによって、回転子3の回転磁極の位置を検出できる。   The magnetic pole position sensor 11 outputs a sinusoidal signal when the magnetic flux of the permanent magnet 6 is linked. In the present embodiment, as described above, the permanent magnet 6 has a semi-cylindrical shape, so that the output of the magnetic pole position sensor 11 is a clean (no distortion) sine wave corresponding to the position of the rotor 3. The position of the rotating magnetic pole of the rotor 3 can be detected by taking the sine wave signal output from the magnetic pole position sensor 11 through, for example, an analog / digital (A / D) converter provided in the microprocessor.

尚、本実施例では、3つ(Hu,Hv,Hw)の磁極位置センサ11を120度(電気角)の間隔で配置した場合を例に挙げて説明した。磁極位置センサ11の配置間隔としては60度(電気角)でもよい。この場合、例えばV相用Hvの磁極位置センサ11の出力波形は120度(電気角)間隔配置の場合と同位相の正弦波形が出力され、U相用HuとW相用Hwの磁極位置センサ11の出力波形は120度(電気角)間隔配置の場合とは位相が反転した(−を乗じた)逆位相の正弦波形が出力される。また、回転子3の磁極位置は、基本的には2つの磁極位置センサ11を90度(電気角)の間隔で配置した場合でも検出可能である。   In the present embodiment, the case where three (Hu, Hv, Hw) magnetic pole position sensors 11 are arranged at intervals of 120 degrees (electrical angle) has been described as an example. The arrangement interval of the magnetic pole position sensors 11 may be 60 degrees (electrical angle). In this case, for example, the output waveform of the V-phase Hv magnetic pole position sensor 11 is a sine waveform having the same phase as that in the case of 120 degree (electrical angle) spacing, and the U-phase Hu and W-phase Hw magnetic pole position sensors. The output waveform of 11 is a sinusoidal waveform having an inverted phase (multiplied by −) whose phase is inverted from that of the case of the 120 degree (electrical angle) interval. Further, the magnetic pole position of the rotor 3 can be detected basically even when the two magnetic pole position sensors 11 are arranged at an interval of 90 degrees (electrical angle).

次に、本実施例の永久磁石回転電機装置(永久磁石回転電機1の制御装置も含む電動駆動システム)の構成について図1を用いて説明する。   Next, the configuration of the permanent magnet rotating electrical machine apparatus of this embodiment (the electric drive system including the control device of the permanent magnet rotating electrical machine 1) will be described with reference to FIG.

本実施例の永久磁石回転電機装置(アクチュエータ)は、被駆動体を駆動するための電動力を発生する永久磁石回転電機1と、永久磁石回転電機1の駆動電源を構成する直流電源12と、永久磁石回転電機1に供給される電力を制御して駆動を制御する制御装置とを備えている。   The permanent magnet rotating electrical machine apparatus (actuator) of the present embodiment includes a permanent magnet rotating electrical machine 1 that generates an electric force for driving a driven body, a DC power source 12 that constitutes a driving power source of the permanent magnet rotating electrical machine 1, And a control device for controlling driving by controlling electric power supplied to the permanent magnet rotating electrical machine 1.

永久磁石回転電機1は前述した通り構成されている。直流電源12は直流電力の供給が可能なものであり、例えば自動車のように、直流電力の充放電が可能な蓄電装置に相当するものである。制御装置はインバータ装置であり、直流電源12から供給された直流電力を所定の交流電力に変換してその交流電力を永久磁石回転電機1の固定子巻線5に供給している。   The permanent magnet rotating electrical machine 1 is configured as described above. The DC power supply 12 can supply DC power, and corresponds to a power storage device that can charge and discharge DC power, such as an automobile. The control device is an inverter device, which converts DC power supplied from the DC power supply 12 into predetermined AC power and supplies the AC power to the stator winding 5 of the permanent magnet rotating electrical machine 1.

インバータ装置は、直流電源12と固定子巻線5との間に電気的に接続された電力系のインバータ回路14(電力変換回路)と、インバータ回路14の動作を制御する制御回路とを備えている。   The inverter device includes a power system inverter circuit 14 (power conversion circuit) electrically connected between the DC power supply 12 and the stator winding 5, and a control circuit for controlling the operation of the inverter circuit 14. Yes.

インバータ回路14は、スイッチング用半導体素子(例えばMOS−FET:金属酸化膜半導体形電界効果トランジスタ,IGBT:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)から構成されたブリッジ回路である。ブリッジ回路は、アームと呼ばれる直列回路が永久磁石回転電機1の相数分(本実施例では3相であるので3つ)電気的に並列に接続されて構成されている。各アームは、上アーム側のスイッチング用半導体素子と下アーム側のスイッチング用半導体素子とが電気的に直列に接続されて構成されている。各アームの高電位側回路端は直流電源2の正極側に電気的に接続され、低電位側回路端は直流電源2の負極側に電気的に接続されて接地されている。各アームの中点(上アーム側のスイッチング用半導体素子と下アーム側のスイッチング用半導体素子と間)は、固定子巻線5の対応する相巻線に電気的に接続されている。   The inverter circuit 14 is a bridge circuit composed of switching semiconductor elements (for example, MOS-FET: metal oxide semiconductor field effect transistor, IGBT: insulated gate bipolar transistor). The bridge circuit is configured such that series circuits called arms are electrically connected in parallel for the number of phases of the permanent magnet rotating electrical machine 1 (three in this embodiment because there are three phases). Each arm is configured by electrically connecting an upper arm switching semiconductor element and a lower arm switching semiconductor element in series. The high-potential side circuit end of each arm is electrically connected to the positive side of the DC power supply 2 and the low-potential side circuit end is electrically connected to the negative side of the DC power supply 2 and grounded. The midpoint of each arm (between the switching semiconductor element on the upper arm side and the switching semiconductor element on the lower arm side) is electrically connected to the corresponding phase winding of the stator winding 5.

インバータ回路14と直流電源2との間には平滑用のコンデンサ20が電気的に並列に接続されている。インバータ回路14と固定子巻線5との間には電流センサ13が設けられている。電流センサ13は変流器などから構成されたものであり、各相に流れる交流電流を検出するためのものである。   A smoothing capacitor 20 is electrically connected in parallel between the inverter circuit 14 and the DC power source 2. A current sensor 13 is provided between the inverter circuit 14 and the stator winding 5. The current sensor 13 is composed of a current transformer or the like, and detects an alternating current flowing in each phase.

制御回路は、インバータ回路14のスイッチング用半導体素子の動作(オン・オフ)を入力情報に基づいて制御するものである。入力情報としては、永久磁石回転電機1に対する要求トルク(電流指令信号Is)と、永久磁石回転電機1の回転子3の磁極位置θが入力されている。要求トルク(電流指令信号Is)は、被駆動体に要求される要求量(例えば自動車では、運転者から車両に要求される加減速量(アクセル操作量))に応じて上位制御回路から出力された指令情報である。磁極位置θは、磁極位置センサ11の出力から得られた検出情報である。   The control circuit controls the operation (on / off) of the switching semiconductor element of the inverter circuit 14 based on input information. As input information, a required torque (current command signal Is) for the permanent magnet rotating electrical machine 1 and a magnetic pole position θ of the rotor 3 of the permanent magnet rotating electrical machine 1 are input. The required torque (current command signal Is) is output from the upper control circuit in accordance with the required amount required for the driven body (for example, in an automobile, the acceleration / deceleration amount (accelerator operation amount) required for the vehicle from the driver). Command information. The magnetic pole position θ is detection information obtained from the output of the magnetic pole position sensor 11.

3つの磁極位置センサ11から出力された出力信号は、電流センサ13から出力された出力信号(固定子巻線5に供給される3相電流の検知信号)と共に、A/D変換器(図示省略)によってセンサ出力補正回路15に入力される。センサ出力補正回路15は、電流センサ13の出力信号から得られたセンサ出力情報に基づいてセンサ出力補正情報を生成し、このセンサ出力補正情報に基づいて、磁極位置センサ11の出力信号から得られたセンサ出力情報を補正する。尚、センサ出力補正回路15におけるセンサ出力情報の具体的な補正方法については後述する。   The output signals output from the three magnetic pole position sensors 11 together with the output signal output from the current sensor 13 (a three-phase current detection signal supplied to the stator winding 5) and an A / D converter (not shown) ) To the sensor output correction circuit 15. The sensor output correction circuit 15 generates sensor output correction information based on the sensor output information obtained from the output signal of the current sensor 13, and is obtained from the output signal of the magnetic pole position sensor 11 based on the sensor output correction information. Correct the sensor output information. A specific method for correcting the sensor output information in the sensor output correction circuit 15 will be described later.

ここで、磁極位置センサ11及び電流センサ13から出力された出力信号には、パルス幅変調(PWM:パルスワイドモジュレーション)による高周波分が含まれている。回転子3の磁極位置検出精度を向上させるためにはその高周波分を取り除く必要がある。そこで、本実施例では、センサ出力補正回路15の入力側にフィルタ回路(図示省略)を設けてその高周波分を除去している。   Here, the output signals output from the magnetic pole position sensor 11 and the current sensor 13 include a high-frequency component by pulse width modulation (PWM: pulse wide modulation). In order to improve the magnetic pole position detection accuracy of the rotor 3, it is necessary to remove the high frequency component. Therefore, in this embodiment, a filter circuit (not shown) is provided on the input side of the sensor output correction circuit 15 to remove the high frequency component.

補正されたセンサ出力情報はセンサ補正出力情報としてセンサ出力補正回路15から3相2相変換回路16に入力される。3相2相変換回路16はセンサ補正出力情報を3相の値から2相の値に変換し、この変換に基づいて回転子3の磁極位置情報θを算出して出力する。   The corrected sensor output information is input from the sensor output correction circuit 15 to the three-phase / two-phase conversion circuit 16 as sensor correction output information. The three-phase / two-phase conversion circuit 16 converts the sensor correction output information from the three-phase value to the two-phase value, and calculates and outputs the magnetic pole position information θ of the rotor 3 based on this conversion.

3相2相変換回路16から出力された磁極位置情報θは変換回路18に入力される。また、変換回路18には、上位制御回路から出力された要求トルク(電流指令信号Is)が入力されている。変換回路18は、電流指令信号Isから得られた電流指令値を、3相2相変換回路16から出力された磁極位置情報θに基づいて、固定子巻線5の各相の誘起電圧と同相の正弦波出力に応じた或いは位相シフトされた正弦波出力に応じた各相の電流指令値Isu,Isv,Iswに変換して出力する。変換回路18から出力された各相の電流指令値Isu,Isv,Iswは、対応する相の電流制御系(ACR)17に入力される。また、各相の電流制御系(ACR)17には、対応する相の電流センサ13から出力された出力信号Ifu,Ifv,Ifwが入力されている。各相の電流制御系(ACR)17は、対応する相の電流センサ13の出力信号Ifu,Ifv,Ifwから得られた各相の電流値と、対応する相の電流指令値Isu,Isv,Iswに基づいて、対応する相のアームのスイッチング用半導体素子を駆動するための駆動信号を出力する。   The magnetic pole position information θ output from the three-phase / two-phase conversion circuit 16 is input to the conversion circuit 18. Further, the required torque (current command signal Is) output from the host control circuit is input to the conversion circuit 18. The conversion circuit 18 uses the current command value obtained from the current command signal Is in phase with the induced voltage of each phase of the stator winding 5 based on the magnetic pole position information θ output from the three-phase two-phase conversion circuit 16. Are converted into current command values Isu, Isv, Isw for each phase corresponding to the sine wave output of the current or the phase shifted sine wave output. The current command values Isu, Isv, Isw of each phase output from the conversion circuit 18 are input to the current control system (ACR) 17 of the corresponding phase. Further, output signals Ifu, Ifv, Ifw output from the current sensor 13 of the corresponding phase are input to the current control system (ACR) 17 of each phase. The current control system (ACR) 17 of each phase includes the current value of each phase obtained from the output signals Ifu, Ifv, Ifw of the current sensor 13 of the corresponding phase and the current command values Isu, Isv, Isw of the corresponding phase. Based on the above, a drive signal for driving the switching semiconductor element of the arm of the corresponding phase is output.

各相の電流制御系(ACR)17から出力された駆動信号は、対応する相のアームを構成するスイッチング用半導体素子の制御端子に入力される。これにより、各スイッチング用半導体素子がオン・オフ動作し、直流電源12から供給された直流電力が交流電力に変換され、固定子巻線5の対応する相巻線に供給される。   The drive signal output from the current control system (ACR) 17 of each phase is input to the control terminal of the switching semiconductor element that constitutes the arm of the corresponding phase. Thus, each switching semiconductor element is turned on / off, and the DC power supplied from the DC power source 12 is converted into AC power and supplied to the corresponding phase winding of the stator winding 5.

本実施例のインバータ装置では、固定子巻線5に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石6が作る磁束又は磁界の方向に対して直交するように、或いは位相シフト(固定子巻線5に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石6が作る磁束又は磁界の方向に対して90度(電気角)以上進む)ように、固定子巻線5に流れる電流(各相巻線に流れる相電流)を常に形成している。これにより、本実施例の永久磁石回転電機装置では、無整流子(ブラシレス)の永久磁石回転電機1を用いて、直流機と同等の特性を得ることができる。尚、固定子巻線5に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石6が作る磁束又は磁界の方向に対して90度(電気角)以上進むように、固定子巻線5に流れる電流(各相巻線に流れる相電流)を常に形成する制御を弱め界磁制御という。   In the inverter device of the present embodiment, the combined vector of the armature magnetomotive force generated by the current flowing through the stator winding 5 is made to be orthogonal to the direction of the magnetic flux or magnetic field generated by the permanent magnet 6, or phase-shifted (fixed). The combined vector of the armature magnetomotive force generated by the current flowing through the child winding 5 advances through the stator winding 5 so as to advance 90 degrees (electrical angle) or more with respect to the direction of the magnetic flux or magnetic field generated by the permanent magnet 6. Current (phase current flowing through each phase winding) is always formed. Thereby, in the permanent-magnet-rotary electric machine apparatus of a present Example, the characteristic equivalent to a direct current machine can be acquired using the non-commutator (brushless) permanent-magnet-rotary electric machine 1. FIG. It should be noted that the stator winding 5 has a combined vector of the armature magnetomotive force generated by the current flowing through the stator winding 5 so as to advance 90 degrees (electrical angle) or more with respect to the direction of the magnetic flux or magnetic field generated by the permanent magnet 6. Control that always forms a current flowing in each phase (phase current flowing in each phase winding) is called field weakening control.

従って、本実施例の永久磁石回転電機装置では、固定子巻線5に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石6が作る磁束又は磁界の方向に対して直交するように、固定子巻線5に流れる電流(各相巻線に流れる相電流)を回転子3の磁極位置に基づいて制御すれば、永久磁石回転電機1から連続的に最大トルクを出力できる。弱め界磁制御が必要な時には、固定子巻線5に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石6が作る磁束又は磁界の方向に対して90度(電気角)以上進むように、固定子巻線5に流れる電流(各相巻線に流れる相電流)を回転子3の磁極位置に基づいて制御すればよい。   Therefore, in the permanent magnet rotating electrical machine apparatus of the present embodiment, the combined vector of the armature magnetomotive force generated by the current flowing through the stator winding 5 is orthogonal to the direction of the magnetic flux or magnetic field generated by the permanent magnet 6. If the current flowing through the stator winding 5 (phase current flowing through each phase winding) is controlled based on the magnetic pole position of the rotor 3, the maximum torque can be continuously output from the permanent magnet rotating electrical machine 1. When field-weakening control is required, the resultant vector of the armature magnetomotive force generated by the current flowing through the stator winding 5 is advanced 90 degrees (electrical angle) or more with respect to the direction of the magnetic flux or magnetic field generated by the permanent magnet 6. The current flowing through the stator winding 5 (phase current flowing through each phase winding) may be controlled based on the magnetic pole position of the rotor 3.

また、本実施例の永久磁石回転電機1では、固定子巻線5の各相巻線に誘起される電圧の波形が正弦波になる。これは、永久磁石回転電機1における永久磁石6の形状が図示したようにかまぼこ型であること、また、同相の固定子突極42に巻かれた相巻線、例えばU1+,U2−,U3+の各固定子突極42に巻かれた相巻線が永久磁石6に対して相互に位置的に同相、若しくは逆相よりずれた構成になっていることによる。このため、本実施例のインバータ装置では、その正弦波誘起電圧に対して、回転子3の磁極位置に応じた正弦波電流を固定子巻線5の各相巻線に180度(電気角)通電している。従って、本実施例の永久磁石回転電機装置では、永久磁石回転電機1の出力トルクの変動を小さく抑えることができる。   Further, in the permanent magnet rotating electrical machine 1 of the present embodiment, the waveform of the voltage induced in each phase winding of the stator winding 5 becomes a sine wave. This is because the shape of the permanent magnet 6 in the permanent magnet rotating electrical machine 1 is a kamaboko shape as shown in the figure, and phase windings wound around the stator salient poles 42 of the same phase, for example, U1 +, U2-, U3 + This is because the phase windings wound around the respective stator salient poles 42 are configured so as to be mutually in positional relative to the permanent magnet 6 or out of phase with each other. For this reason, in the inverter device of the present embodiment, a sine wave current corresponding to the magnetic pole position of the rotor 3 is applied to each phase winding of the stator winding 5 by 180 degrees (electrical angle) with respect to the sine wave induced voltage. Energized. Therefore, in the permanent magnet rotating electrical machine apparatus according to the present embodiment, fluctuations in the output torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1 can be kept small.

また、永久磁石回転電機1のインバータ制御に180度通電方式を用いた本実施例の回転電機装置では、120度通電方式のインバータ制御を用いた回転電機装置に比べて以下の利点がある。   In addition, the rotating electrical machine apparatus of the present embodiment that uses the 180-degree energization method for inverter control of the permanent magnet rotating electrical machine 1 has the following advantages over the rotating electrical machine apparatus that uses the 120-degree energization type inverter control.

(1)永久磁石回転電機1が被駆動体の位置決めに用いられる場合、永久磁石回転電機1の相切り換え時に生じるトルク脈動を抑えることができる。   (1) When the permanent magnet rotating electrical machine 1 is used for positioning of the driven body, torque pulsation that occurs when the permanent magnet rotating electrical machine 1 is switched in phase can be suppressed.

(2)永久磁石回転電機1のトルク定数が回転子3の磁極位置により変化してインバータ制御が不安定になることを防止できる。   (2) It is possible to prevent the inverter control from becoming unstable due to the torque constant of the permanent magnet rotating electrical machine 1 changing depending on the magnetic pole position of the rotor 3.

(3)180度の区間通電により、インバータ損失を低減し、永久磁石回転電機1の運転効率を向上できる。   (3) By 180-degree section energization, inverter loss can be reduced and the operating efficiency of the permanent magnet rotating electrical machine 1 can be improved.

(4)60度の区間内を識別できるため、最小分解能を向上できる。このため、磁極位置センサ11の出力を永久磁石回転電機1による被駆動体の位置制御に用いる場合(例えば永久磁石回転電機1の出力端に回転―直動変換装置を取り付け、永久磁石回転電機1の回転力を直動力に変換して被駆動体を直動させる際に、磁極位置センサ11の出力を被駆動体の位置検出のための信号として利用する場合)、永久磁石回転電機1による被駆動体の位置決め精度を向上できる。   (4) Since the 60-degree section can be identified, the minimum resolution can be improved. Therefore, when the output of the magnetic pole position sensor 11 is used for position control of the driven body by the permanent magnet rotating electrical machine 1 (for example, a rotation-linear motion conversion device is attached to the output end of the permanent magnet rotating electrical machine 1, When the output of the magnetic pole position sensor 11 is used as a signal for detecting the position of the driven body when the driven body is moved directly by converting the rotational force of the motor to the direct power) The positioning accuracy of the driving body can be improved.

また、本実施例の回転電機装置では、磁極位置センサ11として、磁気感知素子であるホール素子或いはホールICを用いたので、レゾルバなどの磁極位置センサに対して簡単な構成でしかも安価に磁極位置検出が行える。   Further, in the rotating electrical machine apparatus of the present embodiment, since the Hall element or Hall IC that is a magnetic sensing element is used as the magnetic pole position sensor 11, the magnetic pole position is simple and inexpensive with respect to the magnetic pole position sensor such as a resolver. Can be detected.

また、本実施例の回転電機装置では、ホール素子を固定子鉄心4に取り付けたので、誘起電圧とホール素子或いはホールICの出力との間の位相調整作業を不要とし、磁極位置センサ11の取付作業を容易にできる。   Further, in the rotating electrical machine apparatus of this embodiment, since the Hall element is attached to the stator core 4, the phase adjustment work between the induced voltage and the output of the Hall element or Hall IC is unnecessary, and the magnetic pole position sensor 11 is attached. Can work easily.

次に、本実施例の磁極位置センサ11の出力補正について図2,図3を用いて説明する。   Next, output correction of the magnetic pole position sensor 11 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施例のセンサ出力補正回路15の回路構成を示す。   FIG. 2 shows a circuit configuration of the sensor output correction circuit 15 of the present embodiment.

センサ出力補正回路15はマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と呼称する)により構成されている。センサ出力補正回路15を構成するマイコンは、インバータ装置の制御回路を構成するマイコンとは別に設けられてもよい。また、インバータ装置の制御回路を構成するマイコンによってセンサ出力補正回路15を構成してもよい。コスト低減を図る上では、後者が好ましい。   The sensor output correction circuit 15 is constituted by a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”). The microcomputer constituting the sensor output correction circuit 15 may be provided separately from the microcomputer constituting the control circuit of the inverter device. Further, the sensor output correction circuit 15 may be constituted by a microcomputer constituting the control circuit of the inverter device. The latter is preferred for cost reduction.

センサ出力補正回路15には、磁極位置センサ11及び電流センサ13から出力された出力信号(アナログ信号)が入力される。磁極位置センサ11及び電流センサ13の出力信号はA/D変換器(図示省略)によってデジタル信号に変換される。これにより、磁極位置センサ11のセンサ出力情報θo (波形データ)及び電流センサ13のセンサ出力情報Io (波形データ)を得ることができる。磁極位置センサ11のセンサ出力情報θo はセンサ出力情報補正部50に入力される。電流センサ13のセンサ出力情報Io はセンサ出力補正情報補正部51に入力される。また、センサ出力補正情報補正部51には、記憶部52に予め格納されているセンサ出力補正基礎情報θabが入力される。センサ出力補正情報補正部51は、電流センサ13のセンサ出力情報Io に応じてセンサ出力補正基礎情報θabを補正する。センサ出力補正情報補正部51によって補正されたセンサ出力補正基礎情報θabはセンサ出力補正情報θa としてセンサ出力情報補正部50に入力される。センサ出力情報補正部50は、センサ出力補正情報θa に基づいて磁極位置センサ11のセンサ出力情報θo を補正し、この補正された磁極位置センサ11のセンサ出力情報θo をセンサ補正出力情報θaoとして3相2相変換回路16に出力する。3相2相変換回路16は、前述の通り、センサ補正出力情報θaoから磁極位置情報θを算出し、変換回路18に出力する。   Output signals (analog signals) output from the magnetic pole position sensor 11 and the current sensor 13 are input to the sensor output correction circuit 15. Output signals of the magnetic pole position sensor 11 and the current sensor 13 are converted into digital signals by an A / D converter (not shown). Thereby, sensor output information θo (waveform data) of the magnetic pole position sensor 11 and sensor output information Io (waveform data) of the current sensor 13 can be obtained. The sensor output information θo of the magnetic pole position sensor 11 is input to the sensor output information correction unit 50. The sensor output information Io of the current sensor 13 is input to the sensor output correction information correction unit 51. The sensor output correction information correction unit 51 receives the sensor output correction basic information θab stored in the storage unit 52 in advance. The sensor output correction information correction unit 51 corrects the sensor output correction basic information θab according to the sensor output information Io of the current sensor 13. The sensor output correction basic information θab corrected by the sensor output correction information correction unit 51 is input to the sensor output information correction unit 50 as sensor output correction information θa. The sensor output information correction unit 50 corrects the sensor output information θo of the magnetic pole position sensor 11 based on the sensor output correction information θa, and the corrected sensor output information θo of the magnetic pole position sensor 11 is set to 3 as sensor correction output information θao. Output to the phase-to-phase conversion circuit 16. As described above, the three-phase / two-phase conversion circuit 16 calculates the magnetic pole position information θ from the sensor correction output information θao and outputs it to the conversion circuit 18.

図3(a)は、無負荷で固定子巻線5に通電しない状態における磁極位置センサ11の電気角度1サイクル分の出力波形を示す。図において縦軸は磁束密度(T)を、横軸は1サイクル分の電気角度(度)をそれぞれ示す。   FIG. 3A shows an output waveform for one cycle of the electrical angle of the magnetic pole position sensor 11 in a state where no current is applied to the stator winding 5 without load. In the figure, the vertical axis represents the magnetic flux density (T), and the horizontal axis represents the electrical angle (degree) for one cycle.

ここで、各波形は以下の波形を示す。   Here, each waveform shows the following waveform.

波形Wu1:U相用Huの磁極位置センサ11の出力波形
波形Wv1:V相用Hvの磁極位置センサ11の出力波形
波形Ww1:W相用Hwの磁極位置センサ11の出力波形
波形Wd1:波形Wu1,Wv1,Ww1を直交2軸に変換した時のd軸方向の出力波形
波形Wq1:波形Wu1,Wv1,Ww1を直交2軸に変換した時のq軸方向の出力波形
図から明らかなように、各相の磁極位置センサ11は、隣り合う相のもの同士、電気角で120度の位相を持った同じ振幅の正弦波形を出力している。
Waveform W u1 : Output waveform of the U-phase Hu magnetic pole position sensor 11 Waveform W v1 : Output waveform of the V-phase Hv magnetic pole position sensor 11 Waveform W w1 : Output waveform of the W-phase Hw magnetic pole position sensor 11 Waveform W d1: waveform W u1, W v1, W w1 two orthogonal output waveform waveforms of the d-axis direction when converted to the axis W q1: waveform W u1, W v1, q axis when converting the W w1 to two orthogonal axes As is apparent from the figure, the magnetic pole position sensor 11 of each phase outputs a sinusoidal waveform of the same amplitude having a phase of 120 degrees in electrical angle between adjacent phases.

図3(b)は、負荷をかけて固定子巻線5に通電した状態における磁極位置センサ11の電気角度1サイクル分の出力波形、磁極位置センサ11の出力波形に含まれる固定子電流影響成分の電気角度1サイクル分の波形及び磁極位置センサ11の補正後の電気角度1サイクル分の出力波形を示す。図において縦軸は磁束密度(T)を、横軸は1サイクル分の電気角度(度)をそれぞれ示す。また、左側の縦軸は、磁極位置センサ11の出力波形及び磁極位置センサ11の補正後の出力波形に対応する。右側の縦軸は、磁極位置センサ11の出力波形に含まれる固定子電流影響成分の波形に対応する。左側の縦軸の桁よりも右側の縦軸の桁が小さく、1桁違う。   FIG. 3B shows an output waveform corresponding to one cycle of the electrical angle of the magnetic pole position sensor 11 in a state where the stator winding 5 is energized with a load, and a stator current influencing component included in the output waveform of the magnetic pole position sensor 11. The waveform for one electrical angle cycle and the output waveform for one electrical angle cycle after correction of the magnetic pole position sensor 11 are shown. In the figure, the vertical axis represents the magnetic flux density (T), and the horizontal axis represents the electrical angle (degree) for one cycle. The left vertical axis corresponds to the output waveform of the magnetic pole position sensor 11 and the output waveform after correction of the magnetic pole position sensor 11. The right vertical axis corresponds to the waveform of the stator current influence component included in the output waveform of the magnetic pole position sensor 11. The digit on the right vertical axis is smaller than the digit on the left vertical axis and is one digit different.

本実施例では、固定子巻線5への通電によって磁極位置センサ11に与える影響を調べるために、永久磁石6を取り除いて固定子巻線5に同じ電流を流した時の磁極位置センサ11の出力波形を有限要素解析により求めている。   In this embodiment, in order to investigate the influence of the energization of the stator winding 5 on the magnetic pole position sensor 11, the magnetic pole position sensor 11 when the same current is passed through the stator winding 5 with the permanent magnet 6 removed. The output waveform is obtained by finite element analysis.

ここで、各波形は以下の波形を示す。   Here, each waveform shows the following waveform.

波形Wu2:U相用Huの磁極位置センサ11の出力波形
波形Wv2:V相用Hvの磁極位置センサ11の出力波形
波形Ww2:W相用Hwの磁極位置センサ11の出力波形
波形Wu3:波形Wu2 に含まれる固定子電流影響成分を示す波形
波形Wv3:波形Wv2に含まれる固定子電流影響成分を示す波形
波形Ww3:波形Ww2に含まれる固定子電流影響成分を示す波形
波形Wu4:波形Wu2から波形Wu3分を除去した補正後の出力波形
波形Wv4:波形Wv2から波形Wv3分を除去した補正後の出力波形
波形Ww4:波形Ww2から波形Ww3分を除去した補正後の出力波形
永久磁石が回転子の外周面にある、いわゆる表面磁石式の回転電機では磁束の線形性が保たれる。従って、固定子巻線5に供給された電流の影響を除去した磁極位置センサ11の出力波形は、負荷時の磁極位置センサ11の出力波形Wu2,Wv2,Ww2と、出力波形
u2,Wv2,Ww2含まれる固定子電流影響成分波形Wu3,Wv3,Ww3との差分である補正波形Wu4,Wv4,Ww4となる。これにより、ほぼ無負荷状態における磁極位置センサ11の出力波形を出力できるので、磁極位置センサ11の検出精度を向上させることができる。
Waveform W u2 : Output waveform of U-phase Hu magnetic pole position sensor 11 Waveform W v2 : Output waveform of V-phase Hv magnetic pole position sensor 11 Waveform W w2 : Output waveform of W-phase Hw magnetic pole position sensor 11 Waveform W u3: waveform W u2 waveform waveform W v3 showing the stator current influence component contained: waveform W v2 waveform waveform showing the stator current influence component contained in W w3: the stator current influence component contained in the waveform W w2 waveform waveform W u4 shown: waveform W u2 output waveform a waveform after correction to remove the waveform W u3 minutes from W v4: output waveform waveform after correction to remove the waveform W v3 minutes from the waveform W v2 W w4: from the waveform W w2 The corrected output waveform after removing the waveform W w3 The linearity of the magnetic flux is maintained in a so-called surface magnet type rotating electrical machine in which the permanent magnet is on the outer peripheral surface of the rotor. Therefore, the output waveform of the magnetic pole position sensor 11 to remove the influence of the current supplied to the stator coil 5, an output waveform W u2, W v2, W w2 of load of the magnetic pole position sensor 11, an output waveform W u2 , W v2 , W w2 included in the stator current influence component waveforms W u3 , W v3 , W w3 are corrected waveforms W u4 , W v4 , W w4 . Thereby, since the output waveform of the magnetic pole position sensor 11 in a substantially no-load state can be output, the detection accuracy of the magnetic pole position sensor 11 can be improved.

図3(c)は、負荷時において、磁極位置センサ11の出力波形を補正した場合と補正しない場合とにおける算出角度と実際の角度との電気角度1サイクル分の誤差を波形で示す。図において縦軸は角度誤差(度)を、横軸は1サイクル分の電気角度(度)をそれぞれ示す。   FIG. 3C shows, in waveform, an error for one electrical angle cycle between the calculated angle and the actual angle when the output waveform of the magnetic pole position sensor 11 is corrected and when it is not corrected. In the figure, the vertical axis represents the angle error (degree), and the horizontal axis represents the electrical angle (degree) for one cycle.

ここで、各波形は以下の波形を示す。   Here, each waveform shows the following waveform.

波形W1:磁極位置センサ11の出力波形を補正した時の誤差を示す波形
波形W2:磁極位置センサ11の出力波形を補正しない時の誤差を示す波形
平均的な誤差は、無負荷時の場合では0.56度(電気角)あるのに対して、負荷時で補正しない場合では0.97度(電気角)となった。一方、負荷時で補正した場合では誤差は0.57度(電気角)となった。これらの結果から明らかなように、本実施例では磁極位置センサ11の検出精度を向上させることができる。
Waveform W 1 : Waveform indicating an error when the output waveform of the magnetic pole position sensor 11 is corrected Waveform W 2 : Waveform indicating an error when the output waveform of the magnetic pole position sensor 11 is not corrected An average error is obtained when no load is applied. In some cases, it was 0.56 degrees (electrical angle), but in the case where no correction was made at the time of load, it was 0.97 degrees (electrical angle). On the other hand, the error was 0.57 degrees (electrical angle) when corrected during loading. As is clear from these results, in this embodiment, the detection accuracy of the magnetic pole position sensor 11 can be improved.

以上のことから本実施例では、固定子巻線5に任意の電流を流した時の磁極位置センサ11の出力波形に含まれる電気角度1サイクル分の固定子電流影響成分情報をセンサ出力補正基礎情報θabとして記憶部52に格納している。そして、本実施例では、センサ出力補正情報補正部51において、格納された固定子電流影響成分情報を電流センサ13の出力情報に基づいて補正し、この補正された固定子電流影響成分情報をセンサ出力補正情報θa としてセンサ出力情報補正部50に出力している。すなわち固定子電流影響成分情報を得た時の固定子電流情報(例えば100A)に対する電流センサ13の出力情報(例えば50A)との比率(例えば0.5 )を固定子電流影響成分情報に掛けて固定子電流影響成分情報を補正して出力している。そして、本実施例では、センサ出力情報補正部50において、磁極位置センサ11のセンサ出力情報θo を、補正された固定子電流影響成分情報に基づいて補正し、これをセンサ補正出力情報θaoとして出力している。   From the above, in the present embodiment, the stator current influence component information for one electrical angle cycle included in the output waveform of the magnetic pole position sensor 11 when an arbitrary current is passed through the stator winding 5 is the sensor output correction basis. It is stored in the storage unit 52 as information θab. In the present embodiment, the sensor output correction information correction unit 51 corrects the stored stator current affecting component information based on the output information of the current sensor 13, and the corrected stator current affecting component information is detected by the sensor. The output correction information θa is output to the sensor output information correction unit 50. That is, a ratio (for example, 0.5) of the output information (for example, 50 A) of the current sensor 13 to the stator current information (for example, 100 A) when the stator current-influencing component information is obtained is multiplied by the stator current-influencing component information. Stator current affecting component information is corrected and output. In this embodiment, the sensor output information correction unit 50 corrects the sensor output information θo of the magnetic pole position sensor 11 based on the corrected stator current influence component information, and outputs this as sensor correction output information θao. is doing.

尚、無負荷時の電気角で2サイクルの周期を有する誤差は、固定子突極44の回転子鉄心7に対する空隙長が固定子突極42の回転子鉄心7に対する空隙長より大きいために生じる磁気変動(結果としてコギングトルクが発生する)によって生じるものであると考えられる。   The error having a cycle of two cycles in the electrical angle at no load occurs because the gap length of the stator salient pole 44 with respect to the rotor core 7 is larger than the gap length of the stator salient pole 42 with respect to the rotor core 7. This is considered to be caused by magnetic fluctuation (resulting in cogging torque).

このような場合も、固定子突極44による影響成分の情報をセンサ出力補正回路15に格納して磁極位置センサ11の出力情報を適宜補正することにより、磁極位置センサ11の検出精度をより向上させることができる。   Even in such a case, the detection accuracy of the magnetic pole position sensor 11 is further improved by storing the information on the influence component by the stator salient pole 44 in the sensor output correction circuit 15 and appropriately correcting the output information of the magnetic pole position sensor 11. Can be made.

以上説明した本実施例によれば、磁極位置センサ11の出力情報を補正するセンサ出力補正回路15を備えたので、固定子巻線5が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くを磁極位置センサ11の出力情報から除去できる。これにより、本実施例によれば、固定子巻線5が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くが除去されたセンサ補正出力情報θaoから磁極位置情報θを得て永久磁石回転電機1に供給される電流を制御できる。従って、本実施例によれば、固定子巻線5が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサ11の出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による永久磁石回転電機1の脈動トルクの発生を抑えることができる。よって、本実施例によれば、小型のために磁極位置センサ11を固定子巻線5の近傍に配置した場合でも、正確な磁極位置による永久磁石回転電機1の駆動制御を行うことができるので、小型で高性能な回転電機装置を提供できる。   According to the present embodiment described above, since the sensor output correction circuit 15 for correcting the output information of the magnetic pole position sensor 11 is provided, all or an error amount due to the influence of the leakage magnetic flux generated by the stator winding 5 is provided. Many can be removed from the output information of the magnetic pole position sensor 11. Thereby, according to the present embodiment, the magnetic pole position information θ is obtained from the sensor correction output information θao from which all or most of the error due to the influence of the leakage magnetic flux generated by the stator winding 5 is removed, and the permanent magnet The current supplied to the rotating electrical machine 1 can be controlled. Therefore, according to the present embodiment, the output error of the magnetic pole position sensor 11 due to the influence of the leakage magnetic flux generated by the stator winding 5 is reduced, and the generation of the pulsating torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1 due to the influence of the output error is suppressed. be able to. Therefore, according to the present embodiment, even when the magnetic pole position sensor 11 is disposed in the vicinity of the stator winding 5 because of its small size, the drive control of the permanent magnet rotating electrical machine 1 by the accurate magnetic pole position can be performed. A small and high performance rotating electrical machine can be provided.

また、本実施例によれば、固定子突極44の突端の磁極中心における回転子鉄心7との対向距離が、固定子突極42の突端の磁極中心における回転子鉄心7との対向距離よりも大きくなるように固定子突極44を形成し、固定子突極44の突端における回転子鉄心7との対向側と回転子鉄心7との間の空隙に磁極位置センサ11を配置して磁極位置センサ11を固定子突極44の突端に固定したので、磁気回路に磁気変動を生じさせる切欠き或いは溝などの加工を固定子突極44に施すことなく、磁極位置センサ11を固定子突極
44に固定することができる。これにより、本実施例によれば、固定子突極44の加工によって、磁気回路に生じる高い周期の磁気変動を抑えることができ、磁気回路から磁極位置センサ11に及ぶ磁気変動を抑えることができる。従って、本実施例によれば、内蔵された磁極位置センサ11の取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサ11の出力精度の低下を抑えることができる。よって、本実施例によれば、永久磁石回転電機1の駆動制御に用いられる磁極位置センサ11の出力情報として、精度の高い出力情報をインバータ装置に供給できるので、内蔵した磁極位置センサ11にとって好適な永久磁石回転電機1を提供できる。
Further, according to the present embodiment, the opposing distance from the rotor core 7 at the magnetic pole center at the tip of the stator salient pole 44 is greater than the opposing distance from the rotor core 7 at the magnetic pole center at the tip of the stator salient pole 42. The stator salient pole 44 is formed so as to be larger, and the magnetic pole position sensor 11 is disposed in the gap between the rotor iron core 7 and the opposite side of the stator salient pole 44 facing the rotor iron core 7. Since the position sensor 11 is fixed to the protruding end of the stator salient pole 44, the magnetic pole position sensor 11 is not subjected to machining such as notches or grooves that cause magnetic fluctuations in the magnetic circuit. It can be fixed to the pole 44. As a result, according to the present embodiment, high-cycle magnetic fluctuations that occur in the magnetic circuit due to the processing of the stator salient poles 44 can be suppressed, and magnetic fluctuations from the magnetic circuit to the magnetic pole position sensor 11 can be suppressed. . Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the magnetic fluctuation caused by the mounting structure of the built-in magnetic pole position sensor 11, and to suppress the decrease in output accuracy of the magnetic pole position sensor 11 due to the influence of the magnetic fluctuation. . Therefore, according to the present embodiment, highly accurate output information can be supplied to the inverter device as the output information of the magnetic pole position sensor 11 used for drive control of the permanent magnet rotating electrical machine 1, which is suitable for the built-in magnetic pole position sensor 11. A permanent magnet rotating electrical machine 1 can be provided.

また、本実施例によれば、上記のように、磁気回路に磁気変動を生じさせる切欠き或いは溝などの加工を固定子突極44に施すことがないので、位置センサ配置部のトルク非発生部の占める割合が小さく、固定子突極44に加工を施した場合に比べて、回転電機の発生するトルクを大きくできる。上記構成は、軸方向に同じ鉄心形状を有しかつ軸方向に長い回転電機にとって特に好適である。   Further, according to the present embodiment, as described above, since the notch or the groove that causes the magnetic fluctuation in the magnetic circuit is not processed on the stator salient pole 44, no torque is generated in the position sensor arrangement portion. The proportion of the portion is small, and the torque generated by the rotating electrical machine can be increased as compared with the case where the stator salient pole 44 is processed. The above configuration is particularly suitable for a rotating electric machine having the same iron core shape in the axial direction and long in the axial direction.

尚、本実施例では、磁極位置センサ11を固定子突極44の空隙面に配置し、永久磁石6の磁気漏洩を検知するようにした場合を例に挙げて説明した。永久磁石6の磁気漏洩を検知する箇所としては永久磁石6の軸方向端部であってもよく、磁極位置センサ11を固定子突極44の空隙面に配置した場合と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the case where the magnetic pole position sensor 11 is arranged on the gap surface of the stator salient pole 44 and magnetic leakage of the permanent magnet 6 is detected has been described as an example. The magnetic leakage of the permanent magnet 6 may be detected at the end of the permanent magnet 6 in the axial direction, and the same effect as when the magnetic pole position sensor 11 is arranged on the gap surface of the stator salient pole 44 is obtained. Can do.

次に、本実施例の回転電機装置が適用された電動ブレーキシステムの構成について図6を用いて説明する。   Next, the configuration of an electric brake system to which the rotating electrical machine apparatus of the present embodiment is applied will be described with reference to FIG.

本実施例の電動ブレーキシステム(以下、「EBシステム」という)が搭載される自動車は、内燃機関であるエンジンから出力された駆動力を変速機T/M及び差動機構DEFを介して左右の前輪駆動軸に伝達し、前輪を回転駆動し、車両を走行させる前輪駆動車である。本実施例のEBシステムは左右の前輪設けられている。   An automobile equipped with the electric brake system (hereinafter referred to as “EB system”) of the present embodiment transmits the driving force output from the engine which is an internal combustion engine to the left and right via the transmission T / M and the differential mechanism DEF. This is a front-wheel drive vehicle that transmits to the front-wheel drive shaft, rotationally drives the front wheels, and drives the vehicle. The EB system of this embodiment is provided with left and right front wheels.

尚、本実施例では、EBシステムを前輪に設置した場合を例に挙げて説明する。EBシステムの設置箇所としては後輪或いは前後輪であってもよい。   In this embodiment, the case where the EB system is installed on the front wheel will be described as an example. The installation location of the EB system may be a rear wheel or front and rear wheels.

自動車において車軸102はアーム101によって支持されている。車軸102にはディスクロータ103が設けられている。ディスクロータ103の両側には、軸方向に移動可能に支承されたブレーキパッド107が設けられている。ブレーキパッド107はディスクロータ103の回転面を両側から挟み込むように設けられている。ブレーキ力は、ブレーキパッド107がディスクロータ103の回転面を両側から押圧することによって発生する。   In an automobile, the axle 102 is supported by an arm 101. A disc rotor 103 is provided on the axle 102. On both sides of the disk rotor 103, brake pads 107 supported so as to be movable in the axial direction are provided. The brake pad 107 is provided so as to sandwich the rotating surface of the disc rotor 103 from both sides. The braking force is generated when the brake pad 107 presses the rotating surface of the disk rotor 103 from both sides.

ブレーキパッド107は永久磁石回転電機1の回転トルクをもって動作する。永久磁石回転電機1の回転トルクは、永久磁石6を備えた回転電機回転部110を介して動力変換機構(回転−直動変換機構)105に伝達され、直動力に変換される。直動力は、支持機構109,111によって移動可能に支持されたピストン108に推進力として与えられる。ピストン108は、与えられた推進力によってブレーキパッド107を動作させ、ディスクロータ103の回転面を両側から押圧する。   The brake pad 107 operates with the rotational torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1. The rotational torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1 is transmitted to the power conversion mechanism (rotation-linear motion conversion mechanism) 105 via the rotating electrical machine rotating unit 110 including the permanent magnet 6 and converted into direct power. The direct power is given as a propulsive force to the piston 108 movably supported by the support mechanisms 109 and 111. The piston 108 operates the brake pad 107 with a given driving force, and presses the rotating surface of the disk rotor 103 from both sides.

永久磁石回転電機1は、支持体によって移動可能に支承された制動力発生装置(キャリパ)を構成するキャリパ本体部104の内部に配置されている。キャリパ本体部104の片側端部には、ブレーキパッド107を跨ぐように、キャリパ本体部104から延設したキャリパ爪部106が設けられている。   The permanent magnet rotating electrical machine 1 is disposed inside a caliper main body 104 that constitutes a braking force generator (caliper) that is movably supported by a support. A caliper claw 106 extending from the caliper main body 104 is provided at one end of the caliper main body 104 so as to straddle the brake pad 107.

永久磁石回転電機1は、図示省略した制御装置によって制御されている。EBシステムは、車載用のバッテリを電源としている。制御装置はインバータ装置であり、ブレーキ制御装置からのトルク指令に基づいて、永久磁石回転電機1の出力トルクが目標トルクとなるように、車載バッテリから供給された直流電力を多相の交流電力に変換し、永久磁石回転電機1に供給している。ブレーキ制御装置は、ブレーキペダルの踏込量,車両の運転状態などの信号を入力とし、この入力信号から前輪の各輪の必要制動力を演算し、この演算された必要制動力を永久磁石回転電機1のトルク指令値に変換して、インバータ装置に出力する。   The permanent magnet rotating electrical machine 1 is controlled by a control device (not shown). The EB system uses a vehicle-mounted battery as a power source. The control device is an inverter device, and based on the torque command from the brake control device, the DC power supplied from the in-vehicle battery is changed to multiphase AC power so that the output torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1 becomes the target torque. It is converted and supplied to the permanent magnet rotating electrical machine 1. The brake control device receives signals such as the amount of depression of the brake pedal and the driving state of the vehicle, calculates the required braking force of each front wheel from this input signal, and uses the calculated required braking force as the permanent magnet rotating electric machine. Is converted to a torque command value of 1 and output to the inverter device.

本実施例によれば、磁極位置センサを内蔵した永久磁石回転電機1とセンサ出力補正回路とを備えた、小型で高性能な回転電機装置をEBシステムに適用したので、EBシステムを小型軽量,高精度,高応答にできる。   According to the present embodiment, since the small and high performance rotating electrical machine apparatus including the permanent magnet rotating electrical machine 1 having the built-in magnetic pole position sensor and the sensor output correction circuit is applied to the EB system, the EB system is reduced in size and weight. High accuracy and high response.

また、EBシステムの小型軽量化によれば、従来の油圧機構によるブレーキシステムよりも小型軽量化になり、車両のバネ下加重の増加による乗り心地の低下を抑えることができ、さらには車両の燃費向上にも寄与できる。   Further, the EB system can be made smaller and lighter than a brake system using a conventional hydraulic mechanism, so that a decrease in riding comfort due to an increase in unsprung load of the vehicle can be suppressed. It can also contribute to improvement.

尚、以上の説明では、本実施例の回転電機装置をEBシステムに適用した場合を例に挙げて説明した。本実施例の回転電機装置は、エンジンなどの動力機器の回転力を変速する自動マニュアルトランスミッションのクラッチ駆動用アクチュエータとしても適用可能であり、小型軽量,高精度な自動マニュアルトランスミッションシステムを提供できる。さらに、本実施例の回転電機装置の制御方式として180度通電方式を採用すれば、さらなる小型軽量,高精度を実現できる。   In the above description, the case where the rotating electrical machine apparatus of the present embodiment is applied to the EB system has been described as an example. The rotating electrical machine apparatus of the present embodiment can also be applied as an actuator for driving a clutch of an automatic manual transmission that changes the rotational force of a power device such as an engine, and can provide a small, lightweight, and highly accurate automatic manual transmission system. Furthermore, if a 180-degree energization method is adopted as the control method of the rotating electrical machine apparatus of the present embodiment, further miniaturization, light weight and high accuracy can be realized.

本発明の第2実施例を図7に基づいて説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7は本実施例の永久磁石回転電機の構成を示す。図4と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。   FIG. 7 shows the configuration of the permanent magnet rotating electric machine of this embodiment. The same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

固定子巻線5が巻かれた固定子突極42の9極と、その影響下にある永久磁石6によって構成された回転磁極の8極との間には、それらの最小公倍数であるコギングトルク、すなわち1回転当り72サイクルのコギングトルクが発生する。コギングトルクはサイクル数が大きいほど小さくなる。従って、固定子突極42と、その影響下にある永久磁石6との関係において発生するコギングトルクは小さい。しかし、固定子巻線5が巻かれていない固定子突極44の1極と、永久磁石6によって構成された回転磁極の10極との間においては最小公倍数が10、すなわち1回転当り10サイクル(回転磁極数と同じサイクル数)の大きなコギングトルクが発生する。このため、永久磁石回転電機1のトータルのコギングトルクが大きくなる。   Between the 9 poles of the stator salient pole 42 around which the stator winding 5 is wound and the 8 poles of the rotating magnetic pole formed by the permanent magnet 6 under the influence, the cogging torque which is the least common multiple thereof is provided. That is, a cogging torque of 72 cycles per rotation is generated. The cogging torque decreases as the number of cycles increases. Therefore, the cogging torque generated in the relationship between the stator salient pole 42 and the permanent magnet 6 under the influence is small. However, the least common multiple is 10 between one pole of the stator salient pole 44 around which the stator winding 5 is not wound and ten poles of the rotating magnetic pole constituted by the permanent magnet 6, that is, ten cycles per one rotation. A large cogging torque (the same number of cycles as the number of rotating magnetic poles) is generated. For this reason, the total cogging torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1 is increased.

そこで、本実施例では、固定子突極44と永久磁石6との間において発生する、1回転当り永久磁石6の極数サイクルを有するコギングトルクの成分とは逆相成分のコギングトルクを、固定子突極42とその影響下にある永久磁石6との間において発生させ、固定子突極44と永久磁石6との間において発生する、1回転当り永久磁石6の極数サイクルを有するコギングトルクの成分が低減するように、そのコギングトルクの成分を逆相成分のコギングトルクによって打ち消し、永久磁石回転電機1のトータルのコギングトルクを低減している。   Therefore, in this embodiment, a cogging torque having a phase component opposite to that of the cogging torque component having the number of pole cycles of the permanent magnet 6 per rotation generated between the stator salient poles 44 and the permanent magnet 6 is fixed. A cogging torque generated between the stator salient pole 42 and the permanent magnet 6 under the influence thereof and generated between the stator salient pole 44 and the permanent magnet 6 and having the number of pole cycles of the permanent magnet 6 per rotation. The total cogging torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1 is reduced by canceling out the cogging torque component by the cogging torque of the reverse phase component.

具体的には、V2−固定子突極42の突端の回転子3との対向面(空隙面)が、他の固定子突極42の突端の回転子3との対向面(空隙面)よりもヨーク部41側に位置するように、V2−固定子突極42の突端の内周面と回転子3の外周面との間の空隙寸法を、他の固定子突極42の突端の内周面と回転子3の外周面との間の空隙寸法よりも大きくしている。これにより、本実施例では、逆相成分のコギングトルクを発生する磁気変動を発生させることができ、固定子突極44と永久磁石6との間において発生する、1回転当り永久磁石6の極数サイクルを有するコギングトルクの成分を低減でき、永久磁石回転電機1のトータルのコギングトルクを低減できる。   Specifically, the surface (gap surface) facing the rotor 3 at the tip of the V2-stator salient pole 42 is more than the surface (gap surface) facing the rotor 3 at the tip of the other stator salient pole 42. The gap dimension between the inner peripheral surface of the protruding end of the V2-stator salient pole 42 and the outer peripheral surface of the rotor 3 is set so that the inner diameter of the other stator salient poles 42 It is made larger than the space | gap dimension between a surrounding surface and the outer peripheral surface of the rotor 3. FIG. As a result, in this embodiment, it is possible to generate a magnetic fluctuation that generates a cogging torque of a reverse phase component, and the pole of the permanent magnet 6 per rotation generated between the stator salient pole 44 and the permanent magnet 6. The cogging torque component having several cycles can be reduced, and the total cogging torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1 can be reduced.

従って、本実施例によれば、内蔵された磁極位置センサ11の取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができるので、磁極位置センサ11を永久磁石回転電機1に内蔵しても永久磁石回転電機1の特性の低下を抑制できる。よって、本実施例によれば、磁極位置センサ11を内蔵した高性能な永久磁石回転電機1を提供できる。   Therefore, according to the present embodiment, the magnetic fluctuation caused by the mounting structure of the built-in magnetic pole position sensor 11 can be reduced, and the generation of pulsating torque due to the influence of the magnetic fluctuation can be suppressed. Even if 11 is built in the permanent magnet rotating electrical machine 1, it is possible to suppress deterioration of the characteristics of the permanent magnet rotating electrical machine 1. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a high-performance permanent magnet rotating electrical machine 1 incorporating the magnetic pole position sensor 11.

本実施例では、1個の固定子突極42で逆相成分のコギングトルクを発生させたが、複数の固定子突極42でバランスさせて逆相成分のコギングトルクを発生させるようにしても構わない。   In this embodiment, the cogging torque of the antiphase component is generated by one stator salient pole 42. However, the cogging torque of the antiphase component may be generated by balancing with the plurality of stator salient poles 42. I do not care.

尚、本実施例では、固定子突極42で逆相成分のコギングトルクを発生させる場合について例を挙げて説明をした。固定子突極44と永久磁石6との間において発生する、1回転当り永久磁石6の極数サイクルを有するコギングトルクを低減させる方法としては、固定子突極44の磁極の幅(隣接する固定子突極42に最も近接する部分間の幅)を適正に調整し、コギングトルクを低減してもよい。   In the present embodiment, the case where the cogging torque of the antiphase component is generated by the stator salient pole 42 has been described as an example. As a method of reducing the cogging torque generated between the stator salient pole 44 and the permanent magnet 6 and having the number of poles of the permanent magnet 6 per rotation, the width of the magnetic pole of the stator salient pole 44 (adjacent fixed The cogging torque may be reduced by appropriately adjusting the width between the portions closest to the child salient poles 42).

以上の2つの実施例では、固定子巻線5が巻かれていない固定子突極44を備えた固定子2に磁極位置センサ11を取り付けた場合を例に挙げて説明したが、固定子巻線5を有する固定子突極42のみを備えた固定子2に磁極位置センサ11を配置するようにしてもよい。この場合、磁極位置センサ11の配置としては、固定子突極42間に配置してもよいし、固定子突極42の突端と回転子3との間の空隙に配置してもよい。尚、固定子突極42の突端と回転子3との間の空隙に磁極位置センサ11を配置する場合において、永久磁石回転電機1のトルクの低下を最小限とするためには、磁極位置センサ11の配置する軸方向の区間のみ、固定子突極42の突端と回転子3との間の空隙を大きくするようにすればよい。   In the above two embodiments, the case where the magnetic pole position sensor 11 is attached to the stator 2 having the stator salient pole 44 around which the stator winding 5 is not wound has been described as an example. The magnetic pole position sensor 11 may be arranged on the stator 2 having only the stator salient pole 42 having the line 5. In this case, the magnetic pole position sensor 11 may be disposed between the stator salient poles 42 or may be disposed in a gap between the projecting ends of the stator salient poles 42 and the rotor 3. In the case where the magnetic pole position sensor 11 is disposed in the gap between the protruding end of the stator salient pole 42 and the rotor 3, the magnetic pole position sensor is used in order to minimize the decrease in torque of the permanent magnet rotating electrical machine 1. The gap between the projecting end of the stator salient pole 42 and the rotor 3 may be increased only in the axial section where 11 is disposed.

また、以上の2つの実施例では、内転型の永久磁石回転電機を例に挙げて説明した。永久磁石回転電機としては外転型でもよい。   Further, in the above two embodiments, the explanation has been given by taking the inner rotation type permanent magnet rotating electric machine as an example. An abduction type may be used as the permanent magnet rotating electric machine.

さらに、以上の2つの実施例では、固定子巻線の巻線方式として集中巻を例に挙げて説明した。固定子巻線の巻線方式としては分布巻でもよい。   Further, in the above two embodiments, concentrated winding has been described as an example of the winding method of the stator winding. The winding method of the stator winding may be distributed winding.

さらにまた、以上の2つの実施例では、ホール素子或いはホールICによって構成された磁極位置センサを例に挙げて説明した。磁極位置センサとしては他の磁気抵抗効果素子などを用いてもよい。このような場合であっても、以上の2つの実施例で説明した効果を達成できる。   Furthermore, in the above two embodiments, the magnetic pole position sensor constituted by the Hall element or Hall IC has been described as an example. Other magnetoresistive elements may be used as the magnetic pole position sensor. Even in such a case, the effects described in the above two embodiments can be achieved.

本発明の第1実施例である回転電機装置の構成を示す回路ブロック図。The circuit block diagram which shows the structure of the rotary electric machine apparatus which is 1st Example of this invention. 図1のセンサ出力補正回路の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the sensor output correction circuit of FIG. 図1の回転電機装置の動作原理を示す波形図。The wave form diagram which shows the operation | movement principle of the rotary electric machine apparatus of FIG. 図1の回転電機装置を構成する永久磁石回転電機の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the permanent magnet rotary electric machine which comprises the rotary electric machine apparatus of FIG. 図1の回転電機装置を構成する永久磁石回転電機の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the permanent magnet rotary electric machine which comprises the rotary electric machine apparatus of FIG. 図1の回転電機装置を搭載した電動ブレーキ装置の構成を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the structure of the electric brake device carrying the rotary electric machine apparatus of FIG. 本発明の第2実施例である回転電機装置を構成する永久磁石回転電機の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the permanent magnet rotary electric machine which comprises the rotary electric machine apparatus which is 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…永久磁石回転電機、2…固定子、3…回転子、4…固定子鉄心、5…固定子巻線、6…永久磁石、11…磁極位置センサ、15…センサ出力補正回路、42,44…固定子突極。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Permanent magnet rotary electric machine, 2 ... Stator, 3 ... Rotor, 4 ... Stator iron core, 5 ... Stator winding, 6 ... Permanent magnet, 11 ... Magnetic pole position sensor, 15 ... Sensor output correction circuit, 42, 44: Stator salient pole.

Claims (8)

可動磁極位置を検出するためのセンサを内蔵した電気機械と、
該電気機械の駆動を制御する制御装置と、
前記センサから出力された出力情報を補正するセンサ出力情報補正手段とを有し、
前記センサ出力情報補正手段は、前記センサの出力情報を補正するためのセンサ出力補正情報に応じて前記センサの出力情報を補正し、この補正された出力情報をセンサ補正出力情報として前記制御装置に出力しており、
前記制御装置は、前記センサ補正出力情報から前記可動磁極位置の情報を得て前記電気機械に供給される電流を制御する
ことを特徴とする電気機械装置。
An electric machine with a built-in sensor for detecting the position of the movable magnetic pole;
A control device for controlling the drive of the electric machine;
Sensor output information correction means for correcting the output information output from the sensor,
The sensor output information correction unit corrects the output information of the sensor in accordance with sensor output correction information for correcting the output information of the sensor, and uses the corrected output information as sensor correction output information to the control device. Output
The control device obtains information on the movable magnetic pole position from the sensor correction output information and controls a current supplied to the electric machine.
請求項1に記載の電気機械装置において、
前記センサ出力補正情報は、任意の電流供給時における前記電気機械の負荷運転時において前記センサから出力された出力情報に含まれる前記供給電流の影響分と、前記電気機械に供給される電流の情報とに基づいて生成されたものである
ことを特徴とする電気機械装置。
The electromechanical device according to claim 1,
The sensor output correction information includes information on the influence of the supply current included in the output information output from the sensor during load operation of the electric machine when supplying an arbitrary current, and information on the current supplied to the electric machine. An electromechanical device generated based on the above.
巻線を装着した鉄心により磁路が構成された固定子と、
複数の永久磁石により複数の磁極が構成された可動子と、
前記磁極の位置を検出するためのセンサとを有し、
前記鉄心は、
前記巻線が巻かれて前記磁路を構成する複数の磁路突極と、
前記センサを取り付けるために設けられた少なくとも1つのセンサ取付突極とを備えており、
前記複数の磁路突極及び前記センサ取付突極は、前記可動子に向かって突形状をなしており、
前記センサ取付突極は、突端の磁極中心における前記可動子との対向距離が、前記磁路突極の突端の磁極中心における前記可動子との対向距離よりも大きくなるように形成されており、
前記センサは、前記センサ取付突極の突端における前記可動子との対向側と前記可動子との間の空隙に配置されて前記センサ取付突極の突端に固定されている
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
A stator whose magnetic path is constituted by an iron core with windings;
A mover having a plurality of magnetic poles composed of a plurality of permanent magnets;
A sensor for detecting the position of the magnetic pole,
The iron core is
A plurality of magnetic path salient poles that the winding is wound to form the magnetic path;
And at least one sensor mounting salient pole provided for mounting the sensor,
The plurality of magnetic path salient poles and the sensor mounting salient pole have a projecting shape toward the mover,
The sensor mounting salient pole is formed such that the distance between the magnetic pole salient pole and the mover is larger than the distance between the magnetic path salient pole and the movable element.
The sensor is disposed in a space between the movable element facing the movable element at a protruding end of the sensor mounting salient pole and fixed to the protruding end of the sensor mounting salient pole. Electric machine with built-in position sensor.
請求項3に記載の磁極位置センサ内蔵電気機械において、
前記磁路突極には、前記センサ取付突極と前記可動子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させるための手段が施されている
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
In the electric machine with a built-in magnetic pole position sensor according to claim 3,
The magnetic path salient pole is provided with means for generating a magnetic fluctuation having a component opposite to the magnetic fluctuation caused by the magnetic balance between the sensor mounting salient pole and the mover. Electric machine with built-in position sensor.
請求項4に記載の磁極位置センサ内蔵電気機械において、
前記磁気変動発生手段は、前記複数の磁路突極のうち、少なくとも1つの磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離が、他の磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離よりも大きくなるように当該磁路突極を形成することにより、前記磁路突極に施される
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
In the electric machine with a built-in magnetic pole position sensor according to claim 4,
The magnetic fluctuation generating means is configured such that, of the plurality of magnetic path salient poles, the opposing distance to the movable element at the pole center portion of the salient end of at least one magnetic path salient pole is the pole of the salient end of another magnetic path salient pole. An electric machine with a built-in magnetic pole position sensor, which is applied to the magnetic path salient pole by forming the magnetic path salient pole so as to be larger than the opposing distance to the movable element in the central portion.
巻線を装着した鉄心により磁路が構成された固定子と、
複数の永久磁石により複数の磁極が構成された可動子と、
前記磁極の位置を検出するためのセンサとを有し、
前記鉄心は、
前記巻線が巻かれて前記磁路を構成する複数の磁路突極と、
前記センサを取り付けるために設けられた少なくとも1つのセンサ取付突極とを備えており、
前記磁路突極には、前記センサ取付突極と前記可動子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させるための手段が施されている
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
A stator whose magnetic path is constituted by an iron core with windings;
A mover having a plurality of magnetic poles composed of a plurality of permanent magnets;
A sensor for detecting the position of the magnetic pole,
The iron core is
A plurality of magnetic path salient poles that the winding is wound to form the magnetic path;
And at least one sensor mounting salient pole provided for mounting the sensor,
The magnetic path salient pole is provided with means for generating a magnetic fluctuation having a component opposite to the magnetic fluctuation caused by the magnetic balance between the sensor mounting salient pole and the mover. Electric machine with built-in position sensor.
請求項6に記載の磁極位置センサ内蔵電気機械において、
前記磁気変動発生手段は、前記複数の磁路突極のうち、少なくとも1つの磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離が、他の磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離よりも大きくなるように当該磁路突極を形成することにより、前記磁路突極に施される
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
The electric machine with a built-in magnetic pole position sensor according to claim 6,
The magnetic fluctuation generating means is configured such that, of the plurality of magnetic path salient poles, the opposing distance to the movable element at the pole center portion of the salient end of at least one magnetic path salient pole is the pole of the salient end of another magnetic path salient pole. An electric machine with a built-in magnetic pole position sensor, which is applied to the magnetic path salient pole by forming the magnetic path salient pole so as to be larger than the opposing distance to the movable element in the central portion.
車両を駆動又は車載電気機器を駆動するための電動力を、車載電源の電力を用いて発生する車載電機システムにおいて、
前記電動力を発生するものであって、可動磁極位置を検出するためのセンサを内蔵した電気機械と、
該電気機械の駆動を制御する制御装置と、
前記センサから出力された出力情報を補正するセンサ出力情報補正手段とを有し、
前記センサ出力情報補正手段は、前記センサの出力情報を補正するためのセンサ出力補正情報に応じて前記センサの出力情報を補正し、この補正された出力情報をセンサ補正出力情報として前記制御装置に出力しており、
前記制御装置は、
車載電源から供給された電力を所定の電力に変換して前記電気機械に供給する電力変換装置であって、
前記センサ補正出力情報から前記可動磁極位置の情報を得て前記電気機械に供給される電流を制御する
ことを特徴とする車載電機システム。

In an in-vehicle electric system that generates electric power for driving a vehicle or driving an in-vehicle electric device using electric power of an in-vehicle power source,
An electric machine that generates the electric force and includes a sensor for detecting the position of the movable magnetic pole;
A control device for controlling the drive of the electric machine;
Sensor output information correction means for correcting the output information output from the sensor,
The sensor output information correction unit corrects the output information of the sensor in accordance with sensor output correction information for correcting the output information of the sensor, and uses the corrected output information as sensor correction output information to the control device. Output
The controller is
A power conversion device that converts power supplied from a vehicle-mounted power source into predetermined power and supplies the electric machine,
An in-vehicle electric machine system that obtains information on the movable magnetic pole position from the sensor correction output information and controls a current supplied to the electric machine.

JP2005233902A 2005-08-12 2005-08-12 Electric machine with built-in magnetic pole position sensor, electric machine device, and on-vehicle electric machine system Pending JP2007049862A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005233902A JP2007049862A (en) 2005-08-12 2005-08-12 Electric machine with built-in magnetic pole position sensor, electric machine device, and on-vehicle electric machine system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005233902A JP2007049862A (en) 2005-08-12 2005-08-12 Electric machine with built-in magnetic pole position sensor, electric machine device, and on-vehicle electric machine system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007049862A true JP2007049862A (en) 2007-02-22

Family

ID=37852245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005233902A Pending JP2007049862A (en) 2005-08-12 2005-08-12 Electric machine with built-in magnetic pole position sensor, electric machine device, and on-vehicle electric machine system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007049862A (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010011637A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Hitachi Ltd Permanent magnet rotary electric machine and elevator winding machine using the same
WO2010052930A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-14 株式会社日立製作所 Motor and motor control device
JP2010187516A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd Working machine, and method of controlling the same
JP2011259635A (en) * 2010-06-10 2011-12-22 Canon Inc Drive unit
WO2012008383A1 (en) * 2010-07-12 2012-01-19 国立大学法人東北大学 Magnetic pump
WO2014038144A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 パナソニック株式会社 Motor control device, washing machine comprising same, and washer/dryer
JP2015008593A (en) * 2013-06-25 2015-01-15 アルプス電気株式会社 Rotary actuator and operation feeling imparting type input device using the same
KR101574057B1 (en) 2012-05-17 2015-12-02 아사히 가세이 일렉트로닉스 가부시끼가이샤 Control device for linear motion device and control method for same
WO2016117115A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 三菱電機株式会社 Ac rotating machine control device
JP2016169981A (en) * 2015-03-11 2016-09-23 株式会社日本自動車部品総合研究所 Rotation angle detection device
JP2019198147A (en) * 2018-05-08 2019-11-14 三菱電機株式会社 Rotary electric machine
JP2020085512A (en) * 2018-11-16 2020-06-04 株式会社デンソー Rotation angle detection device
WO2020170642A1 (en) * 2019-02-20 2020-08-27 日本電産株式会社 Position estimation device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034278A (en) * 2000-07-11 2002-01-31 Nissan Motor Co Ltd Pole position detector for motor
JP2004153924A (en) * 2002-10-30 2004-05-27 Hitachi Ltd Permanent magnet rotating machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034278A (en) * 2000-07-11 2002-01-31 Nissan Motor Co Ltd Pole position detector for motor
JP2004153924A (en) * 2002-10-30 2004-05-27 Hitachi Ltd Permanent magnet rotating machine

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010011637A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Hitachi Ltd Permanent magnet rotary electric machine and elevator winding machine using the same
WO2010052930A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-14 株式会社日立製作所 Motor and motor control device
JP2010115068A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Hitachi Ltd Motor and motor control device
JP2010187516A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd Working machine, and method of controlling the same
JP2011259635A (en) * 2010-06-10 2011-12-22 Canon Inc Drive unit
JP5817062B2 (en) * 2010-07-12 2015-11-18 国立大学法人東北大学 Magnetic pump
WO2012008383A1 (en) * 2010-07-12 2012-01-19 国立大学法人東北大学 Magnetic pump
US20130164160A1 (en) * 2010-07-12 2013-06-27 Tohoku University Magnetic pump
EP2594800A4 (en) * 2010-07-12 2018-03-28 Tohoku University Magnetic pump
KR101574057B1 (en) 2012-05-17 2015-12-02 아사히 가세이 일렉트로닉스 가부시끼가이샤 Control device for linear motion device and control method for same
US9612600B2 (en) 2012-05-17 2017-04-04 Asahi Kasei Microdevices Corporation Controller of linear motion device and control method of the same
JP2014054076A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 Panasonic Corp Motor control device
WO2014038144A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 パナソニック株式会社 Motor control device, washing machine comprising same, and washer/dryer
CN104604118A (en) * 2012-09-07 2015-05-06 松下知识产权经营株式会社 Motor control device, washing machine comprising same, and washer/dryer
JP2015008593A (en) * 2013-06-25 2015-01-15 アルプス電気株式会社 Rotary actuator and operation feeling imparting type input device using the same
JPWO2016117115A1 (en) * 2015-01-23 2017-05-25 三菱電機株式会社 AC rotating machine control device
WO2016117115A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 三菱電機株式会社 Ac rotating machine control device
US10608568B2 (en) 2015-01-23 2020-03-31 Mitsubishi Electric Corporation Control device for AC rotary machine
JP2016169981A (en) * 2015-03-11 2016-09-23 株式会社日本自動車部品総合研究所 Rotation angle detection device
JP2019198147A (en) * 2018-05-08 2019-11-14 三菱電機株式会社 Rotary electric machine
CN110460202A (en) * 2018-05-08 2019-11-15 三菱电机株式会社 Rotating electric machine
JP2020085512A (en) * 2018-11-16 2020-06-04 株式会社デンソー Rotation angle detection device
WO2020170642A1 (en) * 2019-02-20 2020-08-27 日本電産株式会社 Position estimation device
CN113454425A (en) * 2019-02-20 2021-09-28 日本电产株式会社 Position estimation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007049862A (en) Electric machine with built-in magnetic pole position sensor, electric machine device, and on-vehicle electric machine system
JP4422567B2 (en) Motor drive device, electric actuator, and electric power steering device
US7928617B2 (en) Resolver fixing structure
JP5338031B2 (en) Electric drive
JP7205104B2 (en) Control device and vehicle drive system
WO2021049426A1 (en) Device for manufacturing dynamo electrical machine and method for manufacturing dynamo electrical machine
WO2020189442A1 (en) Rotary electric machine and method for manufacturing rotor
WO2021049500A1 (en) Rotating electric machine
JP2010035287A (en) Cylindrical linear motor, and electromagnetic suspension and motor-driven power steering device using the same
WO2021176668A1 (en) Rotary electrical machine
JP2021035294A (en) Rotary electric machine
WO2021049502A1 (en) Vehicle wheel driving device
US11060576B2 (en) Electric linear motion actuator
WO2020203273A1 (en) Dynamo-electric machine and method for manufacturing dynamo-electric machine
JP2020137372A (en) Rotating electric machine
JP2004153924A (en) Permanent magnet rotating machine
JP4501683B2 (en) Permanent magnet rotating electrical machine, on-vehicle electric actuator device electric system using the same, and electric power steering device electric system
JP2017011806A (en) Motor control device
WO2021033756A1 (en) Armature
CN110048577B (en) Outer rotor type motor and electric vehicle
JP7092066B2 (en) Rotating electric machine
WO2021002370A1 (en) Method for manufacturing dynamo-electric machine
JP2018207651A (en) Brushless motor and motor for power steering device
JP2022040336A (en) Armature
JP2021002921A (en) Manufacturing method of armature

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071129

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100921

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110201