JP2009027898A - 電動機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動機1はロータ3とその軸心方向の両側に配置される2つのステータ4,5と、ステータ4,5に装着された電機子巻線6,7を有するアキシャルギャップ型の電動機である。両ステータ4,5のうちの少なくともいずれか一方のステータの電機子巻線に流す電流のうちの界磁電流を、ロータ3の軸心方向でロータ3に作用するスラスト力を抑制するように調整する界磁電流制御手段43,44を備える。
【選択図】図1
Description
本発明の電動機の制御装置の第1実施形態を図1〜図6を参照して説明する。図1は本実施形態の電動機の制御装置の全体構成を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第2発明の一実施形態である。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図7を参照して説明する。図7は、本実施形態の電動機の制御装置の全体構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成要素については、第1実施形態と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態は、前記5発明の一実施形態である。
[変形態様1]
前記各実施形態においては、サーチコイル24,25を用いてロータ変位Δs(換言すれば両ステータ4,5に対するロータ3の相対位置)を認識するようにしたが、ロータ3に実際に作用するスラスト力を、適宜のセンサを使用して検出し、その検出したスラスト力に応じてd軸電流を調整するようにしてもよい。
[変形態様2]
また、前記第2実施形態では、ロータ3の位置が中立位置から変位しており、ロータ3にスラスト力が作用する状況で、d軸電流操作量ΔId_sfにより、ステータ4側の電機子巻線6の界磁電流成分とステータ5側の電機子巻線7の界磁電流成分との両者を調整するようにしたが、電機子巻線6,7のいずれか一方の界磁電流成分だけを調整するようにしてもよい。この場合には、演算部74a,74bのいずれか一方を省略し、その省略した演算部74aまたは74bに対応する電流制御部75aまたは75bに、d軸電流指令値Id_cをそのまま入力するようにすればよい。このようにすることにより、前記第3発明または第4発明の一実施形態が構成されることとなる。
[変形態様3]
あるいは、第2実施形態におけるd軸電流操作量決定部73を、第1実施形態におけるd軸電流操作量決定部43に置き換え、このd軸電流操作量決定部43により決定されるd軸電流操作量ΔId_sfをd軸電流指令値Id_cから減算してなる値を、第1補正後d軸電流指令値Id_ca1および第2補正後d軸電流指令値Id_ca2として用いるようにしてもよい。このようにした場合には、電機子巻線6,7には、常に、各相毎に同等の電流が流れることとなるので、実質的に、第1実施形態と同様に、各電機子巻線6,7の電流が制御されることとなる。ひいては、第1実施形態と同様の効果を奏することとなる。このようにすることにより、前記第2発明の一実施形態が構成されることとなる。
[変形態様4]
また、前記各実施形態あるいは変形態様1〜3においては、ロータ変位検出用センサ23を用いてロータ変位Δsを推定し、もしくは、スラスト力を検出し、それに応じて、ロータ3に作用するスラスト力を抑制するためのd軸電流操作量ΔId_sfを決定するようにしたが、電動機1の製造時の検査などによりロータ変位Δsや、磁石磁束に起因してロータ3に作用するスラスト力が判っているような場合には、ロータ変位検出用センサ23を省略し、個々の電動機1毎にd軸電流操作量ΔId_sfをあらかじめ定めた所定値としてもよい。
[変形態様5]
また、前記各実施形態あるいは各変形態様では、ロータ3の磁極配列をハルバッハ型の磁極配列にしたが、必ずしもそのようにする必要はない。例えば、ロータ3に備える永久磁石を前記主永久磁石8のみにしてもよい。
Claims (15)
- 永久磁石を有するロータと、該ロータの軸心方向で該ロータの両側に設けられた2つのステータと、該両ステータにそれぞれ装着された電機子巻線とを備えたアキシャルギャップ型の電動機の制御装置であって、
前記両ステータのうちの少なくともいずれか一方のステータの電機子巻線に流す電流のうちの界磁電流を、前記ロータの軸心方向で該ロータに作用するスラスト力を抑制するように調整する界磁電流制御手段を備えたことを特徴とする電動機の制御装置。 - 請求項1記載の電動機の制御装置において、前記界磁電流制御手段は、前記永久磁石から発生する磁束に起因するスラスト力が前記ロータに作用する場合に、両ステータの電機子巻線の界磁電流にそれぞれ界磁弱め方向の界磁電流成分を付加することにより、両ステータの電機子巻線の界磁電流を調整することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項1記載の電動機の制御装置において、前記永久磁石から発生する磁束に起因して前記ロータに作用するスラスト力が前記両ステータのうちの一方のステータである第1ステータから他方のステータである第2ステータに向かう向きのスラスト力であるとしたとき、前記界磁電流制御手段は、前記第2ステータの電機子巻線の界磁電流に、界磁弱め方向の界磁電流成分を付加することにより、該第2ステータの電機子巻線の界磁電流を調整することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項1記載の電動機の制御装置において、前記永久磁石から発生する磁束に起因して前記ロータに作用するスラスト力が前記両ステータのうちの一方のステータである第1ステータから他方のステータである第2ステータに向かう向きのスラスト力であるとしたとき、前記界磁電流制御手段は、前記第1ステータの電機子巻線の界磁電流に、界磁強め方向の界磁電流成分を付加することにより、該第1ステータの電機子巻線の界磁電流を調整することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項1記載の電動機の制御装置において、前記永久磁石から発生する磁束に起因して前記ロータに作用するスラスト力が前記両ステータのうちの一方のステータである第1ステータから他方のステータである第2ステータに向かう向きのスラスト力であるとしたとき、前記界磁電流制御手段は、前記第1ステータの電機子巻線の界磁電流に、界磁強め方向の界磁電流成分を付加すると共に、前記第2ステータの電機子巻線の界磁電流に、界磁弱め方向の界磁電流成分を付加することにより両ステータの電機子巻線の界磁電流を調整することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項1記載の電動機の制御装置において、前記軸心方向における両ステータに対する前記ロータの相対位置または該ロータに作用するスラスト力に応じた検出信号を出力するスラスト力発生状態検出手段を備え、前記界磁電流制御手段は、該スラスト力発生状態検出手段の出力に応じて、前記両ステータの電機子巻線のうちの少なくともいずれか一方の電機子巻線の界磁電流を調整することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項2または5記載の電動機の制御装置において、前記軸心方向における両ステータに対する前記ロータの相対位置または該ロータに作用するスラスト力に応じた検出信号を出力するスラスト力発生状態検出手段を備え、前記界磁電流制御手段は、各ステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分を前記スラスト力発生状態検出手段の出力に応じて決定する手段を有することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項3記載の電動機の制御装置において、前記軸心方向における両ステータに対する前記ロータの相対位置または該ロータに作用するスラスト力に応じた検出信号を出力するスラスト力発生状態検出手段を備え、前記界磁電流制御手段は、前記第2のステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分を該スラスト力発生状態検出手段の出力に応じて決定する手段を有することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項4記載の電動機の制御装置において、前記軸心方向における両ステータに対する前記ロータの相対位置または該ロータに作用するスラスト力に応じた検出信号を出力するスラスト力発生状態検出手段を備え、前記界磁電流制御手段は、前記第1のステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分を該スラスト力発生状態検出手段の出力に応じて決定する手段を有することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項6〜9のいずれか1項に記載の電動機の制御装置において、前記スラスト力発生状態検出手段は、両ステータに互いに対向するようにそれぞれ装着された一対のサーチコイルにより構成されていることを特徴とする電動機の制御装置。
- 前記ロータの回転速度と、前記両ステータのうちの少なくともいずれか一方のステータの電機子巻線の界磁電流の操作量との関係を規定する設定データをあらかじめ備え、前記界磁電流制御手段は、前記ロータの回転速度の検出値と該設定データとに基づいて決定される前記操作量に応じて前記両ステータのうちの少なくともいずれか一方のステータの電機子巻線に流す界磁電流成分を調整することを特徴とする請求項1記載の電動機の制御装置。
- 請求項2または5記載の電動機の制御装置において、前記ロータの回転速度と、前記各ステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分との関係を規定する設定データをあらかじめ備え、前記界磁電流制御手段は、前記ロータの回転速度の検出値と該設定データとに基づいて各ステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分を決定することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項3記載の電動機の制御装置において、前記ロータの回転速度と、前記第2のステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分との関係を規定する設定データをあらかじめ備え、前記界磁電流制御手段は、前記ロータの回転速度の検出値と該設定データに基づいて前記第2のステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分を決定することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項4記載の電動機の制御装置において、前記ロータの回転速度と、前記第1のステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分との関係を規定する設定データをあらかじめ備え、前記界磁電流制御手段は、前記ロータの回転速度の検出値と該設定データに基づいて前記第1のステータの電機子巻線の界磁電流に付加する前記界磁電流成分を決定することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の電動機の制御装置において、前記ロータの永久磁石は、該ロータの磁極配列がハルバッハ配列となるように該ロータに設けられていることを特徴とする電動機の制御装置。
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