JP2010028921A - 回転電機駆動装置、発電機用コンバータ、及び回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転電機駆動装置であるインバータ10aは、複数のスイッチング素子12u,12v,12wを備え、供給された直流電流を交流電流に変換し、回転電機16を構成するステータ20側の複数相のステータ巻線18u,18v,18wに交流電流を供給することにより、回転電機16を駆動するために使用する。インバータ10aは、各相に対応して設けられたスイッチング素子12u,12v,12wの回転電機16側に接続され、使用時にステータ巻線18u,18v,18wに対し直列に接続されるコンデンサ22を備える。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の第1の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータと、回転電機とを含む略回路図である。図2は、本実施の形態のインバータにより駆動する回転電機を示す略断面図である。
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。図9は、本実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータにより駆動される回転電機を示す略断面図である。本実施の形態のインバータ10a(図1、図3参照)は、上記の第1の実施の形態の場合と異なり、永久磁石型同期電動機駆動用として使用される。すなわち、インバータ10aにより駆動される回転電機16aを構成するロータ24aは、回転軸26の外径側に設けられる略円柱状の鉄心等により構成するロータコア32と、ロータコア32の周方向複数個所に設けられた永久磁石38とを有する。各永久磁石38は、径方向に着磁し、着磁方向を周方向に関して交互に異ならせている。すなわち、ロータ24aの周方向複数個所の外径寄り部分にN極とS極とが設けられ、ロータ24aの周方向に関してN極とS極とが交互に配置されている。このようなロータ24aの外径側には、3相のステータ巻線18u,18v,18wを有するステータ20を、径方向に対向するように配置している。
図13は、本発明の第3の実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータにより駆動される回転電機を示す略断面図である。本実施の形態のインバータ10a(図1、図3参照)は、上記の図9に示した第2の実施の形態の場合と異なり、同期電動機であるリラクタンスモータ駆動用として使用される。すなわち、インバータ10aにより駆動される回転電機16bを構成するロータ24bは、回転軸26の外径側に設けられ、略円柱状の鉄心等により構成するロータコア32を備える。また、ロータコア32は、外周面の周方向複数個所に径方向に突出するように設けられる磁性突極部である突部40を有する。したがって、ロータ24bの外周面の磁気特性は、周方向に関して交互に変化している。また、ロータ24bには、永久磁石を設けていない。このようなロータ24bの外径側には、3相のステータ巻線18u,18v,18wを有するステータ20を、径方向に対向するように配置している。
図14は、本発明の第4の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。また、図15は、本実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。本実施の形態の場合、上記の図1から図8に示した第1の実施の形態において、インバータ10側に設けていたコンデンサ22を、回転電機16cの側に設けている。すなわち、図14に示すように、回転電機16cは、誘導電動機として使用するものであり、回転電機16cを構成するステータ20aは、周方向複数個所に1次巻線である複数相、すなわち3相のステータ巻線18u,18v,18wを有する。ステータ巻線18u,18v,18wは、ステータコア28に設けた複数のティース30に、集中巻きまたは分布巻きで巻装している。また、回転電機16cを構成するロータ24は、周方向複数個所に2次導体であり、複数相の2次巻線であるロータ巻線34a,34b,34cを有する。そして、ロータ24の径方向外側にステータ20aを対向させている。
図16は、本発明の第5の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。本実施の形態では、回転電機16dを構成するロータ24aは、周方向複数個所に設けられた永久磁石38を有し、回転電機16dを永久磁石型同期電動機として使用する。ロータ24aの構成については、上記の図9に示した第2の実施の形態でインバータにより駆動される回転電機16aを構成するロータ24aと同様である。また、ステータ20aの構成については、上記の図14に示した第4の実施の形態の回転電機16cを構成するステータ20aと同様である。このような本実施の形態の場合も、回転電機16dの高出力化を図り、さらに、回転電機16dを高速駆動できる構成をより有効に実現できる。その他の構成及び作用については、上記の図9から図12に示した第2の実施の形態、または、上記の図14から図15に示した第4の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図17は、本発明の第6の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。本実施の形態では、回転電機16eを構成するロータ24bは、周方向複数個所に設けられた磁性突極部である突部40を有し、回転電機16eを同期電動機であるリラクタンスモータとして使用する。ロータ24bの構成については、上記の図13に示した第3の実施の形態のインバータにより駆動される回転電機16bを構成するロータ24bと同様である。また、ステータ20aの構成については、上記の図14に示した第4の実施の形態の回転電機16cを構成するステータ20aと同様である。このような本実施の形態の場合も、回転電機16eの高出力化を図り、さらに、回転電機16eを高速駆動できる構成をより有効に実現できる。その他の構成及び作用については、上記の図13に示した第3の実施の形態、または、上記の図14から図15に示した第4の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図18は、本発明の第7の実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。本実施の形態の場合、上記の図14から図15に示した第4の実施の形態において、回転電機16fを構成するステータ20bは、ステータ巻線18u,18v,18wに対し直列に接続された複数のコンデンサ22を備える。特に、上記の第4の実施の形態では、ステータ巻線18u,18v,18wに対しインバータ10側にコンデンサ22を接続していたのに対して、本実施の形態では、ステータ巻線18u,18v,18wに対しインバータ10と反対側にコンデンサ22を接続している。すなわち、異なる2個ずつの相のステータ巻線18u,18v,18wの中性点側端部である一端同士を接続する複数の短絡部42にコンデンサ22を、それぞれステータ巻線18u,18v,18wに対し直列に接続するように設けている。
図19は、本発明の第8の実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。本実施の形態の場合、上記の図14から図15に示した第4の実施の形態において、回転電機16gを構成するステータ20cは、ステータ巻線18u,18v,18wに対し直列に接続された複数のコンデンサ22を備える。特に、上記の第4の実施の形態では、ステータ巻線18u,18v,18wをスター結線により接続していたのに対し、本実施の形態では、ステータ巻線18u,18v,18wをΔ結線により接続している。また、異なる2個ずつの相のステータ巻線18u,18v,18wのインバータ10側端部である一端同士を接続する接続部44と、この接続部44に接続する2個のステータ巻線18u,18v,18wのうち、片側のステータ巻線18u,18v,18wとの間にそれぞれコンデンサ22を、ステータ巻線18u,18v,18wに対し直列に接続するように設けている。
Claims (6)
- 複数のスイッチング素子を備え、
供給された直流電流を交流電流に変換し、回転電機を構成するステータ側の複数相の1次巻線に交流電流を供給することにより、回転電機を駆動するための回転電機駆動装置であって、
各相に対応して設けられたスイッチング素子の回転電機側に接続され、使用時に1次巻線に対し直列に接続されるコンデンサを備えることを特徴とする回転電機駆動装置。 - 複数のスイッチング素子を備え、
発電機として使用される回転電機を構成するステータ側の複数相の1次巻線から交流電流を供給され、交流電流を直流電流に変換して蓄電部に直流電流を供給するための発電機用コンバータであって、
各相に対応して設けられたスイッチング素子の回転電機側に接続され、使用時に1次巻線に対し直列に接続されるコンデンサを備えることを特徴とする発電機用コンバータ。 - 周方向複数個所に1次巻線を有するステータと、
ステータに対向するロータと、を備える回転電機であって、
ステータは、
1次巻線に対し直列に接続されたコンデンサを備えることを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
ロータは、周方向複数個所に設けられた2次導体を有し、
誘導電動機として使用されることを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
ロータは、周方向複数個所に設けられた永久磁石または磁性突極部を有し、
同期電動機として使用されることを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
発電機として使用されることを特徴とする回転電機。
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