JP2015226425A - Method for driving pole changing type induction machine, and pole changing type induction machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for driving a pole changing type induction method, and a pole changing type induction machine, that are excellent in high torque generation by achieving such a coil structure that a coil coefficient at a high polarity becomes a maximum of 1.SOLUTION: Provided is a method for driving a pole changing type induction machine that is executed by a general controller in a pole changing type induction machine comprising the general controller for driving and controlling two three-phase inverters, and in which stator coils each wound by distribution for three-phase driving are alternately connected with the two three-phase inverters every other pole pair, and a distribution winding coefficient kat a time when the number of slots for each pole and for each phase at a high polarity is defined as q is represented by k=sin(π/6)/(q×sin(π/6q)). The method includes a step of performing pole changing so that an inter-group phase difference between the two three-phase inverters becomes low polarity at 0° and becomes high at 180° within a range from 0° to 180°, at the general controller.

Description

この発明は、既存自動車に用いるオルタネータ・ジェネレータや、電気自動車、ハイブリッド自動車などに用いる駆動モータに関し、特に、高トルク化、高出力化など、駆動可能範囲を拡張するために誘導機の極数を切替えて駆動する極数切替型誘導機の駆動方法および極数切替型誘導機に関するものである。   The present invention relates to an alternator / generator used for an existing vehicle, a drive motor used for an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like, and in particular, to increase the number of poles of an induction machine in order to extend the driveable range such as higher torque and higher output. The present invention relates to a method of driving a pole-switching induction machine that is switched and driven, and a pole-switching induction machine.

既存車のオルタネータ・ジェネレータや、電気自動車、ハイブリッド自動車などに使われる誘導機では、広い回転域にわたり高トルク、高出力特性を確保するために、極数切替して駆動させるものがある。   Some induction machines used in alternators / generators of existing vehicles, electric vehicles, hybrid vehicles, etc. are driven by switching the number of poles in order to ensure high torque and high output characteristics over a wide rotation range.

このような、従来の極数切替型誘導機としては、誘導電動機の巻線構成を単層同心巻や2層重ね巻の2組独立した同一結線とし、かつ3相で6つの引出し端子を持たせた構成としたものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のインバータ制御装置による2台のインバータの制御では、低出力範囲の低速域以下では互いの出力位相を同じにした高極状態にて運転をし、高速域では互いの位相を180度反転させた低極状態にて運転することで、誘導機の極数変換を行っている。   As such a conventional pole number switching type induction machine, the winding configuration of the induction motor has two independent sets of single-layer concentric winding and two-layer lap winding, and has six lead terminals in three phases. (For example, refer to Patent Document 1). In the control of two inverters by the inverter control device of Patent Document 1, the operation is performed in a high pole state where the output phases are the same at a low speed range below the low output range, and the mutual phases are 180 degrees in the high speed range. By operating in an inverted low pole state, the pole number of the induction machine is converted.

また、別の従来の極数切替型誘導機としては、6個のコイルを60°毎に配設するとともに、相互に向かい合うコイル同士を、極性が同一となるように接続して1相分の巻線として構成としたものがある(例えば、特許文献2参照)。特許文献2の駆動方法では、前記のように構成した3組の三相巻線を施した回転電機の端子に印加する電源電圧の相順を切替えることで、誘導機の極数変換を行っている。   Further, as another conventional pole number switching type induction machine, six coils are arranged every 60 °, and coils facing each other are connected so as to have the same polarity to each other. There exists what was comprised as a coil | winding (for example, refer patent document 2). In the drive method of Patent Document 2, the number of poles of the induction machine is converted by switching the phase sequence of the power supply voltage applied to the terminals of the rotating electrical machine having the three sets of three-phase windings configured as described above. Yes.

特開平7−336971号公報JP 7-336971 A 特開昭11−18382号公報JP 11-18382 A

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1および特許文献2の極数切替型誘導機の駆動方法では、巻線が単層同心巻や2層重ね巻、あるいはそれに準ずる巻線構造に制限されてしまう。この結果、高極時の巻線係数の上限値が1未満となり、高トルクを発生する際により多くの電流を要するという課題があった。
However, the prior art has the following problems.
In the driving method of the pole number switching type induction machine of Patent Document 1 and Patent Document 2, the winding is limited to a single-layer concentric winding, a two-layer lap winding, or a winding structure equivalent thereto. As a result, the upper limit value of the winding coefficient at the time of high pole is less than 1, and there is a problem that more current is required when generating high torque.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高極時の巻線係数が最大1となるような巻線構造とすることで、高トルク発生に優れた極数切替型誘導機の駆動方法および極数切替型誘導機を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a number of poles excellent in generating high torque by adopting a winding structure in which the winding coefficient at the time of high pole is a maximum of 1. It is an object of the present invention to obtain a switching type induction machine driving method and a pole number switching type induction machine.

本発明に係る極数切替型誘導機の駆動方法は、3相駆動用に分布巻にて巻回された固定子コイルが、2台の3相インバータに1極対おきに交互に接続され、高極時の毎極毎相あたりのスロット数をqとしたときの分布巻係数kwdが、
wd = sin(π/6)/(q×sin(π/6q))
で表され、2台の3相インバータを駆動制御する統括制御部を備えた極数切替型誘導機において、統括制御部によって実行される極数切替型誘導機の駆動方法であって、統括制御部において、2台の3相インバータ間の群間位相差を0°から180°の範囲で、0°の時に低極、180°の時に高極となるように極数切替するステップを有するものである。
In the method for driving a pole-switching induction machine according to the present invention, stator coils wound in a distributed winding for three-phase driving are alternately connected to two three-phase inverters every other pole pair, The distributed winding coefficient k wd, where q is the number of slots per phase per pole at high pole time,
k wd = sin (π / 6) / (q × sin (π / 6q))
A pole number switching type induction machine having an overall control unit that drives and controls two three-phase inverters, and is a method of driving the pole number switching type induction machine that is executed by the overall control unit. Part having a step of switching the number of poles so that the phase difference between the groups of the two three-phase inverters is in the range of 0 ° to 180 °, low pole at 0 ° and high pole at 180 ° It is.

また、本発明に係る極数切替型誘導機は、3相駆動用に分布巻にて巻回された固定子コイルが、2台の3相インバータに1極対おきに交互に接続され、2台の3相インバータを駆動制御する統括制御部を備えた極数切替型誘導機であって、統括制御部は、2台のインバータ間の群間位相差が0°から180°の範囲で、0°の時に低極、180°の時に高極となるように極数切替し、分布巻は、群間位相差が高極となる時の毎極毎相あたりのスロット数をqとした場合の分布巻係数kwdが、
wd = sin(π/6)/(q×sin(π/6q))
となるように構成されているものである。
Further, in the pole number switching type induction machine according to the present invention, stator coils wound by distributed winding for three-phase drive are alternately connected to two three-phase inverters every other pole pair. A pole-switching induction machine having an overall control unit that drives and controls three 3-phase inverters, wherein the overall control unit has a phase difference between the two inverters in the range of 0 ° to 180 °, When the number of poles is switched so that the low pole is at 0 ° and the high pole is at 180 °, and the distributed winding has q as the number of slots per pole per phase when the inter-group phase difference becomes a high pole The distributed winding coefficient k wd of
k wd = sin (π / 6) / (q × sin (π / 6q))
It is comprised so that it may become.

この発明によれば、高極時の巻線係数が後述の(1)式となるような巻線構造とし、2台のインバータ間の群間位相差を変化させることで極数切替している。この結果、高極時の巻線係数が最大1となり、高極時の巻線係数を高めることが可能となるため、より少ない電流にて高トルクを発生することができる、といった従来にない顕著な効果を奏するものである。   According to the present invention, the winding coefficient is set so that the winding coefficient at the time of high pole becomes the formula (1) described later, and the number of poles is switched by changing the phase difference between the groups of the two inverters. . As a result, the winding coefficient at the time of high pole becomes 1 at the maximum, and it becomes possible to increase the winding coefficient at the time of high pole. It has a great effect.

本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機とインバータとにおける配線接続方法を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the wiring connection method in the pole number switching type induction machine and inverter which concern on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法の低極時のコイル相順を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the coil phase order at the time of the low pole of the drive method of the pole number switching type induction machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法の高極時のコイル相順を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the coil phase sequence at the time of the high pole of the drive method of the pole number switching type induction machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法における高極時の起磁力波形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the magnetomotive force waveform at the time of the high pole in the drive method of the pole number switching type induction machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法における低極時の起磁力波形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the magnetomotive force waveform at the time of the low pole in the drive method of the pole number switching type induction machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る極数切替型誘導機の駆動方法における4極、8極の極数切替を実現する誘導機の断面図である。It is sectional drawing of the induction machine which implement | achieves the pole number switching of 4 poles and 8 poles in the drive method of the pole number switching type induction machine which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る極数切替型誘導機の駆動方法における4極、8極時のトルク特性を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows the torque characteristic at the time of 4 poles and 8 poles in the drive method of the pole number switching type induction machine which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る極数切替型誘導機の駆動方法における4極、8極時のトルク特性を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows the torque characteristic at the time of 4 poles and 8 poles in the drive method of the pole number switching type induction machine which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、この発明における極数切替型誘導機の駆動方法および極数切替型誘導機の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a method for driving a pole-switching induction machine and a pole-switching induction machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part which is the same or it corresponds in each figure.

実施の形態1.
構成.
図1は、本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機1とインバータ2,3とにおける配線接続方法を示す概要図である。図1に示す誘導機1は、2台のインバータ2,3と接続されており、インバータ2,3は、いずれも3相駆動用インバータである。
Embodiment 1 FIG.
Constitution.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wiring connection method between a pole-switching induction machine 1 and inverters 2 and 3 according to Embodiment 1 of the present invention. The induction machine 1 shown in FIG. 1 is connected to two inverters 2 and 3, and the inverters 2 and 3 are both three-phase drive inverters.

誘導機1には、6つの固定子巻線引出口U1,V1,W1、U2,V2,W2があり、誘導機1の各固定子巻線は、相当する群のインバータ2,3の相に配線されている。すなわち、U1,V1,W1の群は、インバータ2に接続され、U2,V2,W2の群は、インバータ3に接続される。また、U1,V1,W1は、互いに120°の位相差にて通電される。U2,V2,W2においても、同様である。   The induction machine 1 has six stator winding outlets U1, V1, W1, U2, V2, and W2. Each stator winding of the induction machine 1 is connected to the phase of the inverters 2 and 3 of the corresponding group. Wired. That is, the group of U1, V1, and W1 is connected to the inverter 2, and the group of U2, V2, and W2 is connected to the inverter 3. U1, V1 and W1 are energized with a phase difference of 120 °. The same applies to U2, V2, and W2.

図2は、本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法の低極時のコイル相順を示す断面図であり、低極駆動を実現する固定子巻線の相配置を示している。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the coil phase sequence at the time of low pole in the method of driving the pole-switching induction machine according to Embodiment 1 of the present invention, and the phase arrangement of the stator windings that realizes low pole driving Is shown.

図2に示した固定子4では、固定子ティース5および固定子スロット6が、各12の機械角に対して等間隔に配置される場合を例示している。なお、図2ではスロット配置を模式的に横並びに図示するが、実際には、固定子4の外形は、円形となっている。スロット番号#1〜#12の各固定子スロット6内には、固定子コイル7が挿入されており、図2の固定子スロット6内に記載の相順にて配置される。ここで、各相順に下線が記されたものについては、下線が記されていないものに対してコイルの巻線方向が反転していることを意味する。   In the stator 4 shown in FIG. 2, the case where the stator teeth 5 and the stator slots 6 are arranged at equal intervals with respect to each of the 12 mechanical angles is illustrated. In FIG. 2, the slot arrangement is schematically shown side by side, but in actuality, the outer shape of the stator 4 is circular. A stator coil 7 is inserted into each of the stator slots 6 of slot numbers # 1 to # 12 and is arranged in the phase order described in the stator slot 6 of FIG. Here, what is underlined in order of each phase means that the winding direction of the coil is reversed with respect to those not underlined.

図3は、本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法の高極時のコイル相順を示す断面図であり、高極駆動を実現する固定子巻線の相配置を示している。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the coil phase sequence at the time of high poles in the driving method of the pole number switching type induction machine according to Embodiment 1 of the present invention, and the phase arrangement of the stator windings that realizes high pole driving Is shown.

図3では、図2と比較して、固定子4に挿入された固定子コイル7の相順は、いずれも変わらず、固定子スロット6のうち、スロット番号#4〜#9内の相順のコイルの通電方向が反転している。図1に示す概要図、および図2、図3に示す巻線配置によれば、スロット番号#1〜#3、#10〜#12に配置される巻線は、インバータ2に配線され、スロット番号#4〜#9に配置される巻線は、インバータ3に配線されており、各極対毎に配線されるインバータ2,3が切替わる。   In FIG. 3, the phase order of the stator coil 7 inserted in the stator 4 is not changed as compared with FIG. 2, and the phase order in the slot numbers # 4 to # 9 in the stator slot 6 is not changed. The energization direction of the coil is reversed. According to the schematic diagram shown in FIG. 1 and the winding arrangement shown in FIGS. 2 and 3, the windings arranged in slot numbers # 1 to # 3 and # 10 to # 12 are wired to the inverter 2 and The windings arranged in the numbers # 4 to # 9 are wired to the inverter 3, and the inverters 2 and 3 wired for each pole pair are switched.

動作.
次に、本実施の形態1における誘導機1の動作について説明する。図1において、誘導機1は、異なる2台の3相インバータ2,3に接続され駆動される。また、2台の3相インバータ2,3は、図示していない統括制御部によって制御される。
Operation.
Next, operation | movement of the induction machine 1 in this Embodiment 1 is demonstrated. In FIG. 1, the induction machine 1 is connected to and driven by two different three-phase inverters 2 and 3. The two three-phase inverters 2 and 3 are controlled by a general control unit (not shown).

ここで、インバータ2から出力される相U1と、インバータ3から出力される相U2とにおける位相差を、群間位相差と呼ぶことにする。群間位相差は0°から180°まで任意に制御される。このとき、群間位相差を0°とする際は、U1とU2は同位相となり、図2に示す巻線配置となる。一方で、群間位相差を180°とする際は、U1とU2において巻線方向が逆である状態と等価となり、図3に示す巻線配置となる。   Here, the phase difference between the phase U1 output from the inverter 2 and the phase U2 output from the inverter 3 is referred to as an intergroup phase difference. The phase difference between groups is arbitrarily controlled from 0 ° to 180 °. At this time, when the inter-group phase difference is set to 0 °, U1 and U2 have the same phase, and the winding arrangement shown in FIG. 2 is obtained. On the other hand, when the inter-group phase difference is set to 180 °, this is equivalent to a state in which the winding directions are opposite in U1 and U2, and the winding arrangement shown in FIG. 3 is obtained.

すなわち、図2、図3に示すスロット相順は、図1に示す2台の3相インバータ2,3と誘導機1との巻線配置、および各インバータ2,3の位相を制御することによって実現可能であることが分かる。   That is, the slot phase order shown in FIG. 2 and FIG. 3 is obtained by controlling the winding arrangement of the two three-phase inverters 2 and 3 and the induction machine 1 shown in FIG. It can be seen that this is feasible.

図4は、本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法における高極時の起磁力波形を示す模式図であり、図3の相順にて駆動させた際の起磁力波形を示している。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a magnetomotive force waveform at the time of a high pole in the method for driving a pole-switching induction machine according to Embodiment 1 of the present invention, and the magnetomotive force when driven in the phase sequence of FIG. The waveform is shown.

図4における横軸は、図2の上部にて示した固定子スロット6のスロット番号を示している。また、図4における縦軸は、固定子スロット6の各スロット番号に相当する位置における起磁力を、その最大値が1となるように規格化した起磁力を示している。なお、図4の状態は、U相にI、V相に−I/2、W相に−I/2だけの電流が流れている状態であり、この時、各スロット内におけるコイル巻き数は、等しいとする。   The horizontal axis in FIG. 4 indicates the slot number of the stator slot 6 shown in the upper part of FIG. The vertical axis in FIG. 4 indicates the magnetomotive force normalized so that the maximum value is 1 at the position corresponding to each slot number of the stator slot 6. The state of FIG. 4 is a state in which current of only I flows in the U phase, −I / 2 in the V phase, and −I / 2 in the W phase. At this time, the number of coil turns in each slot is Are equal.

スロット1周期分の空間次数をkとした場合、インバータ2,3間の群間位相差を180°とした時の起磁力波形は、図4のように、おもに2kの空間次数を含む起磁力波形となっていることが分かる。   When the spatial order for one slot period is k, the magnetomotive force waveform when the inter-group phase difference between the inverters 2 and 3 is 180 ° is as shown in FIG. 4 and the magnetomotive force mainly includes a spatial order of 2k. It turns out that it is a waveform.

図5は、本発明の実施の形態1に係る極数切替型誘導機の駆動方法における低極時の起磁力波形を示す模式図である。より具体的には、図5は、図2の相順にて駆動させた際、すなわち、図1の状態においてインバータ2,3間の群間位相差を0°とした時の起磁力波形を示している。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a magnetomotive force waveform at the time of a low pole in the method for driving the pole number switching type induction machine according to the first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 5 shows a magnetomotive force waveform when driven in the phase order of FIG. 2, that is, when the inter-group phase difference between the inverters 2 and 3 is 0 ° in the state of FIG. ing.

図5における横軸と縦軸の関係は、図4に示すものと同様である。図5によれば、空間次数kの起磁力波形成分が存在することが分かる。このように、インバータ2,3間の群間位相差を切替えて起磁力波形の成分を変化させることで、高極、低極の極数切替によるモータ駆動が実現可能となる。   The relationship between the horizontal axis and the vertical axis in FIG. 5 is the same as that shown in FIG. According to FIG. 5, it can be seen that there is a magnetomotive force waveform component of spatial order k. In this way, by switching the phase difference between the groups between the inverters 2 and 3 and changing the component of the magnetomotive force waveform, motor drive by switching the number of poles between the high pole and the low pole can be realized.

効果.
次に、本実施の形態1における効果について述べる。本実施の形態1における誘導機1の相数は、3である。また、図3に示す高極時の巻線配置は、通常分布巻と等価な巻線構造である。従って、高極時の毎極毎相あたりのスロット数をqとするとき、分布巻係数kwdは下式(1)にて表わされる。
wd = sin(π/6)/(q×sin(π/6q)) (1)
effect.
Next, effects in the first embodiment will be described. The number of phases of the induction machine 1 in the first embodiment is three. Further, the winding arrangement at the time of high pole shown in FIG. 3 is a winding structure equivalent to a normal distributed winding. Accordingly, when the number of slots per phase per pole at the time of high pole is q, the distributed winding coefficient k wd is expressed by the following equation (1).
k wd = sin (π / 6) / (q × sin (π / 6q)) (1)

ここで、q=1のとき、kwd=1となり、分布巻係数が最大で1となることが分かる。従って、本実施の形態1での巻線構造を採用することにより、高極時に少ない電流にて高トルク化を実現する効果が得られる。 Here, it can be seen that when q = 1, k wd = 1, and the distributed winding coefficient is 1 at the maximum. Therefore, by adopting the winding structure in the first embodiment, the effect of realizing high torque with a small current at the time of high pole can be obtained.

従来の誘導機の巻線構造においては、短節巻の2層重ね巻など、分布巻係数が1未満であるものは存在している。しかしながら、本実施の形態1のような、分布巻係数が1となるものは存在しておらず、本発明により、更なる高トルク化の効果が顕著となることが分かる。   In the winding structure of the conventional induction machine, there exist some which have a distributed winding coefficient of less than 1, such as a short-ply two-layer lap winding. However, unlike the first embodiment, there is no one having a distributed winding coefficient of 1, and it can be seen that the effect of further increasing the torque becomes significant according to the present invention.

ハイブリッド自動車など、モータによってエンジンの駆動力を補うことで車両を推進させるような自動車において、車両の推進力が一定である場合には、モータによるアシスト量の多い方がより少ないエンジン駆動力で済むため、結果燃費性能を向上できる。例えば、停止状態、もしくは低速走行状態から一定の推進力で加速する際には、モータを駆動させてエンジンをアシストし、車両の推進力を補うことで、結果、燃費性能を向上させることが考えられる。   In a vehicle such as a hybrid vehicle that propels the vehicle by supplementing the driving force of the engine with a motor, if the driving force of the vehicle is constant, the amount of assist by the motor is smaller and the engine driving force is smaller. As a result, fuel efficiency can be improved. For example, when accelerating with a constant driving force from a stopped state or a low-speed driving state, driving the motor to assist the engine and supplementing the vehicle's driving force may result in improved fuel efficiency. It is done.

したがって、本実施の形態1にて説明する極数切替により、高極運転時に高トルク運転が可能となるようなモータにおいては、エンジン回転数が低いような低速走行時においてモータにてエンジンアシストする際に、上記のような燃費性能を向上させる効果が得られる。また、インバータ2,3間の群間位相差を任意に制御可能であるため、前記位相差を0°から180°まで連続的に変化させることにより、極数切替時のトルク変動を抑制するといった効果も得られる。   Therefore, in a motor that enables high-torque operation during high-pole operation by pole number switching described in the first embodiment, the motor assists the engine during low-speed traveling with a low engine speed. In this case, the effect of improving the fuel efficiency as described above can be obtained. Further, since the phase difference between the groups between the inverters 2 and 3 can be arbitrarily controlled, the torque fluctuation at the time of switching the number of poles is suppressed by continuously changing the phase difference from 0 ° to 180 °. An effect is also obtained.

以上のように、実施の形態1によれば、高極時の巻線係数が前述の(1)式となるような巻線構造とし、2台のインバータ間の群間位相差を変化させることで極数切替している。この結果、より高い巻線係数を有した巻線構造にて極数切替を実現することができ、従来は不可能であった高トルク性能を、少ない電流にて実現可能となる。また、極数切替時の位相差を連続的に変えることで、トルクショックを抑えることができる。   As described above, according to the first embodiment, the winding structure is such that the winding coefficient at the time of high pole is the above-mentioned formula (1), and the phase difference between the groups between the two inverters is changed. The number of poles is switched. As a result, the number of poles can be switched with a winding structure having a higher winding coefficient, and high torque performance, which has been impossible in the past, can be realized with less current. In addition, torque shock can be suppressed by continuously changing the phase difference when switching the number of poles.

なお、本実施の形態1においては、固定子巻線引出口を6個としたが、必ずしもこの限りではなく、インバータ2,3から各群各相に相当するコイルに通電できる構造であれば良い。従って、例えば、前記固定子巻線引出口を12個とし、各群各相あたり2本の接続線を設けて通電させても良い。   In the first embodiment, the number of stator winding outlets is six. However, the present invention is not limited to this, and any structure may be used as long as the coils corresponding to each phase of each group can be energized from inverters 2 and 3. . Accordingly, for example, the number of the stator winding outlets may be twelve, and two connection wires may be provided for each phase of each group to energize.

また、本実施の形態1においては、2極および4極における極数切替を実現するために固定子スロット数を12、高極時の毎極毎相あたりのスロット数を1としたが、必ずしもこの極数組合せ、固定子スロット数、毎極毎相あたりのスロット数に限るものではなく、高極時の分布巻係数が上式(1)にて表現されるものであれば良い。すなわち、例えば、固定子スロット数を72、高極時の毎極毎相あたりのスロット数を2とし、各極対毎に配線先のインバータ2,3を切替えて結線し、6極および12極の極数切替を実現する手法でも良い。   In the first embodiment, the number of stator slots is set to 12 and the number of slots per phase per pole at the time of high pole is 1 in order to realize switching of the number of poles between 2 poles and 4 poles. The number of poles, the number of stator slots, and the number of slots per pole per phase are not limited, and any distributed winding coefficient at the time of high pole may be expressed by the above equation (1). That is, for example, the number of stator slots is 72, the number of slots per phase per pole at the time of high pole is 2, and the wiring destination inverters 2 and 3 are switched and connected for each pole pair, and 6 poles and 12 poles are connected. It is also possible to use a method that realizes switching of the number of poles.

また、本実施の形態1においては、図2、図3に示すように、1スロット内に挿入されるコイルが1種類のものについて説明したが、必ずしも1スロット内に挿入されるコイルは、1種類に限るものではない。インバータ2,3の群間位相差が180°の場合の起磁力波形の空間次数が、インバータ2,3の群間位相差が0°の起磁力波形の空間次数に対して2倍となるようなコイル配置であれば良い。従って、1スロット内にコイルが2種類存在しても良い。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, one type of coil inserted into one slot has been described. However, a coil inserted into one slot is not necessarily one. It is not limited to types. The spatial order of the magnetomotive force waveform when the phase difference between the groups of the inverters 2 and 3 is 180 ° is double the spatial order of the magnetomotive force waveform when the phase difference between the groups of the inverters 2 and 3 is 0 °. Any coil arrangement may be used. Therefore, two types of coils may exist in one slot.

実施の形態2.
本実施の形態2では、高極時に8極、低極時に4極となるように、誘導機1の回転数に応じて極数切替する方法について説明する。これにより、回転域の最大トルク向上と高回転域における出力確保を両立することができる。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a method of switching the number of poles according to the number of rotations of the induction machine 1 so as to be 8 poles at the high pole and 4 poles at the low pole will be described. Thereby, the improvement of the maximum torque of a rotation area and the output ensuring in a high rotation area can be made compatible.

構成.
図6は、本発明の実施の形態2に係る極数切替型誘導機の駆動方法における4極、8極の極数切替を実現する誘導機1の断面図の一例である。
Constitution.
FIG. 6 is an example of a cross-sectional view of the induction machine 1 that realizes switching of the number of poles of 4 poles and 8 poles in the driving method of the pole number switching type induction machine according to the second embodiment of the present invention.

図6に示す本実施の形態2の誘導機1は、固定子4および回転子8を備えている。固定子4は円筒形状を有しており、その内周部側に48個の固定子ティース5を、等角ピッチかつ間欠的となるよう形成することによって、48個の固定子スロット6が形成されている。そして、固定子スロット6には、固定子コイル7が、固定子ティース5の所定数個分を内部に含むように巻装されて収納される。   The induction machine 1 according to the second embodiment shown in FIG. 6 includes a stator 4 and a rotor 8. The stator 4 has a cylindrical shape. Forty-eight stator slots 6 are formed by forming 48 stator teeth 5 on the inner peripheral side of the stator 4 so as to be equiangular and intermittent. Has been. In the stator slot 6, the stator coil 7 is wound and stored so as to include a predetermined number of stator teeth 5 therein.

回転子8は、回転子鉄心9、回転子スロット10、二次導体11、およびシャフト穴13を備えている。回転子8は、例えば、所定枚数の磁性鋼板を積層および一体化して形成され、外周面が回転子鉄心9により略円筒面を成している。回転子鉄心9は、同一の32個の回転子スロット10が、等角かつ間欠的となるよう配列して形成され、各回転子スロット10には、それぞれ二次導体11が収納されている。   The rotor 8 includes a rotor core 9, a rotor slot 10, a secondary conductor 11, and a shaft hole 13. The rotor 8 is formed, for example, by laminating and integrating a predetermined number of magnetic steel plates, and the outer peripheral surface forms a substantially cylindrical surface by the rotor core 9. The rotor core 9 is formed by arranging the same 32 rotor slots 10 so as to be equiangular and intermittent, and a secondary conductor 11 is accommodated in each rotor slot 10.

また、回転子8は、二次導体11の軸方向両端を、短絡環(図示せず)によって短絡した導体からなるかご型回転子となっており、シャフト穴13を軸として、固定子4に対し回転空隙14を介して回転可能となるように配置されている。   The rotor 8 is a squirrel-cage rotor made of a conductor in which both ends in the axial direction of the secondary conductor 11 are short-circuited by a short-circuit ring (not shown). On the other hand, it arrange | positions so that it can rotate through the rotation space | gap 14. FIG.

固定子コイル7は、図1に示すように、インバータ2,3に、各々相当する相へと配線されている。図6に示す波線部に重なる固定子スロット6のスロット番号を#1とし、固定子スロット6の#1を起点として反時計まわりに#2、#3、…、#48と、各固定子スロット6にスロット番号を付加する。   As shown in FIG. 1, the stator coil 7 is wired to the inverters 2 and 3 to the corresponding phases. The slot number of the stator slot 6 overlapping the wavy line portion shown in FIG. 6 is # 1, and # 2, # 3,..., # 48 counterclockwise starting from # 1 of the stator slot 6 and each stator slot A slot number is added to 6.

表1は、本発明の実施の形態2に係る極数切替型誘導機の駆動方法における4極、8極の極数切替を実現する誘導機1の固定子コイル7に通電させる相順を示す表である。表1には、各スロット番号#1〜#48で示された固定子スロット6内に挿入された各固定子コイル7に通電させる相を示している。高極時に8極にて駆動することを想定すると、毎極毎相あたりのスロット数は、2となり、2スロットおきに通電させる相の順が変化していることが確認される。   Table 1 shows the phase sequence of energizing the stator coil 7 of the induction machine 1 that realizes the switching of the number of poles of 4 poles and 8 poles in the driving method of the pole number switching type induction machine according to the second embodiment of the present invention. It is a table. Table 1 shows phases for energizing the stator coils 7 inserted in the stator slots 6 indicated by the slot numbers # 1 to # 48. Assuming that driving is performed with 8 poles at the time of high pole, the number of slots per phase per pole is 2, and it is confirmed that the order of the phases to be energized is changed every 2 slots.

Figure 2015226425
Figure 2015226425

動作.
次に、本実施の形態2における誘導機1の動作について説明する。表1に示す各固定子コイル7の相順にて図1に示すインバータ2,3へ接続し、先の実施の形態1に説明したように、インバータ2,3間の群間位相差を0°あるいは180°に切替える。このように駆動させることにより、先の実施の形態1にて説明したように、起磁力波形を変化させることが可能となる。この結果、高極時に8極、低極時に4極となるような極数切替を実現する。
Operation.
Next, the operation of the induction machine 1 according to the second embodiment will be described. The stator coils 7 shown in Table 1 are connected in phase order to the inverters 2 and 3 shown in FIG. Alternatively, the angle is switched to 180 °. By driving in this way, the magnetomotive force waveform can be changed as described in the first embodiment. As a result, it is possible to switch the number of poles so that there are 8 poles at the high pole and 4 poles at the low pole.

効果.
図7は、本発明の実施の形態2に係る極数切替型誘導機の駆動方法における4極、8極時のトルク特性を示す第1の図である。図7では、横軸に回転数、縦軸にトルクを、それぞれ最高回転数、最大トルクにて規格化した値にて示している。また、実線は、4極にて駆動させた際のトルク特性を、波線は、8極にて駆動させた際のトルク特性を示す。
effect.
FIG. 7 is a first diagram showing torque characteristics at the time of four poles and eight poles in the method of driving a pole number switching type induction machine according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the rotational speed is plotted on the horizontal axis, and the torque is plotted on the vertical axis, with values normalized by the maximum rotational speed and maximum torque, respectively. A solid line shows torque characteristics when driven with four poles, and a broken line shows torque characteristics when driven with eight poles.

図7により、低回転域では、4極よりも8極の方が高いトルクを発生可能であるのに対し、高回転域では、8極よりも4極の方が高いトルクを発生可能である。従って、回転数に応じて極数切替を行うことで、高出力化が可能であることが分かる。   According to FIG. 7, in the low rotation range, the 8-pole can generate higher torque than the 4-pole, whereas in the high rotation range, the 4-pole can generate higher torque than the 8-pole. . Therefore, it can be seen that high output can be achieved by switching the number of poles according to the number of rotations.

図8は、本発明の実施の形態2に係る極数切替型誘導機の駆動方法における4極、8極時のトルク特性を示す第2の図である。図8では、図7中の最高回転数付近のトルクを、棒グラフにて示している。図8に示す棒グラフ中の左側を低極条件、右側を高極条件とする。   FIG. 8 is a second diagram showing torque characteristics at the time of 4 poles and 8 poles in the driving method of the pole number switching type induction machine according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the torque near the maximum rotational speed in FIG. 7 is shown by a bar graph. The left side in the bar graph shown in FIG. 8 is the low pole condition and the right side is the high pole condition.

図8により、高極時のトルクに対する低極時のトルクが、高回転域においておよそ30%程度のトルク向上効果が得られており、極数切替駆動により高回転域における高出力化が可能であるといえる。   As shown in FIG. 8, the torque at the time of low poles is about 30% higher than that at high poles in the high speed range, and the output can be increased in the high speed range by switching the number of poles. It can be said that there is.

これにより、本実施の形態2では、例えば、ハイブリッド自動車など、モータによってエンジンの駆動力を補うことで車両を推進させるような自動車において、従来よりも回生量を増加させ、車載バッテリーへの充電量を増加できる。   Accordingly, in the second embodiment, for example, in a vehicle such as a hybrid vehicle in which the vehicle is propelled by supplementing the driving force of the engine with a motor, the regenerative amount is increased more than before and the charge amount to the in-vehicle battery is increased. Can be increased.

具体的には、例えば、エンジン回転数が高い状態から車両が減速する場合を考える。モータ・ジェネレータにて運動エネルギーを回生する際には、群間位相差を0°として4極にて回生させ、前記状態から更に減速を続けエンジン回転数が低い状態となった際には、群間位相差を180°として8極にて回生させる。   Specifically, for example, consider a case where the vehicle decelerates from a state where the engine speed is high. When regenerating kinetic energy with a motor / generator, regeneratively with 4 poles with the inter-group phase difference of 0 °. Regeneration is performed at 8 poles with an interphase difference of 180 °.

このように、極数切替しつつ回生することで、4極状態では高回転時の方が、8極状態では低回転時の方がより出力の大きな特性となるため、各回転数においてより回生量を多く取ることができる。   In this way, by regenerating while switching the number of poles, the characteristics at the high speed in the 4-pole state and the characteristics at the low speed in the 8-pole state are larger. You can take a lot.

また、モータ効率が最大となる運転域は、8極時と4極時において異なる。本実施の形態2におけるモータにて発生する損失は、鉄損分を多く含む。このため、8極駆動にて最高効率となる回転数よりも、4極駆動にて最高効率となる回転数の方が、より高回転である。   In addition, the operating range in which the motor efficiency is maximum differs between the time of 8 poles and the time of 4 poles. The loss generated in the motor in the second embodiment includes a large amount of iron loss. For this reason, the rotational speed at which the maximum efficiency is achieved by the 4-pole drive is higher than the rotational speed at which the maximum efficiency is achieved by the 8-pole drive.

従って、図7のように、8極時、4極時どちらでも駆動可能な領域が存在するようなトルク特性を有する誘導機1を、前記領域にて駆動させる場合には、8極時と4極時の効率を比較し、より高効率となる極数条件において駆動させる。これにより、回生量を多く取ることができ、その結果、燃費向上の効果が得られる。   Therefore, as shown in FIG. 7, when the induction machine 1 having a torque characteristic in which there is a region that can be driven at any time of 8 poles or 4 poles is driven in the above region, Compare the efficiency at the time of extreme, and drive in the pole number condition that becomes higher efficiency. As a result, a large amount of regeneration can be obtained, and as a result, an effect of improving fuel consumption can be obtained.

以上のように、実施の形態2によれば、誘導機の回転数に応じて、8極、4極どちらでも駆動可能な領域において適切に極数切替することにより、低回転域の最大トルク向上と高回転域における出力確保を両立することができる。   As described above, according to the second embodiment, the maximum torque can be improved in the low rotation range by appropriately switching the number of poles in a region where either 8-pole or 4-pole can be driven according to the rotation speed of the induction machine. And ensuring output in the high rotation range.

なお、本実施の形態2においては、4極と8極の極数切替を実現するために固定子スロット数を48個としたが、必ずしもこの極数組合せに限るものではなく、4極および8極の極数切替を実現できる固定子スロット数であれば良い。すなわち、例えば、固定子スロット数を72とし、高極時の毎極毎相あたりのスロット数を3とする手法でも良い。   In the second embodiment, the number of stator slots is 48 in order to realize switching between the number of poles of 4 poles and 8 poles. However, the number of stator slots is not necessarily limited to this, and the number of poles is not limited to 4 poles and 8 poles. Any number of stator slots that can realize switching of the number of poles may be used. That is, for example, a method may be used in which the number of stator slots is 72, and the number of slots per phase per pole at the time of high pole is 3.

実施の形態3.
本実施の形態3では、固定子4および回転子8で生成される磁束が差交することにより発生する電磁加振力を抑制することができる極数切替型誘導機について説明する。これにより、高トルクと低騒音を両立させた極数切替を実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a pole-switching induction machine that can suppress an electromagnetic excitation force that is generated when magnetic fluxes generated by the stator 4 and the rotor 8 cross each other will be described. As a result, it is possible to realize pole number switching that achieves both high torque and low noise.

構成.
本実施の形態3における極数切替型誘導機は、先の実施の形態1の図1に示すように、固定子巻線を、各極対毎に異なる群の3相インバータ2,3に配線し、かつ、先の実施の形態2の図6に示すように、固定子スロット数を48、回転子スロット数を32とした、4極と8極の極数切替を実現する構成となっている。
Constitution.
In the pole number switching type induction machine according to the third embodiment, as shown in FIG. 1 of the first embodiment, the stator windings are wired to different groups of three-phase inverters 2 and 3 for each pole pair. In addition, as shown in FIG. 6 of the second embodiment, the number of poles can be switched between 4 poles and 8 poles with 48 stator slots and 32 rotor slots. Yes.

また、誘導機1の極数p、固定子スロット数Ns、回転子スロット数Nrは、後述の(3)式を満たすように構成されている。   In addition, the number of poles p, the number of stator slots Ns, and the number of rotor slots Nr of the induction machine 1 are configured to satisfy the following expression (3).

動作.
このような構成により、先の実施の形態1にて説明したように、インバータ2,3間の群間位相差を0°あるいは180°に切替えることにより、4極と8極の極数切替駆動を実現している。
Operation.
With such a configuration, as described in the first embodiment, the group-phase difference between the inverters 2 and 3 is switched to 0 ° or 180 °, thereby switching the number of poles between 4 and 8 poles. Is realized.

効果.
ここで、本実施の形態3の誘導機1を駆動している際に、回転空隙14内にて、固定子4および回転子8にて生成される磁束が差交することにより発生する力(以降、「電磁加振力」と記載する)の分布について考える。
effect.
Here, when driving the induction machine 1 according to the third embodiment, the force generated when the magnetic flux generated by the stator 4 and the rotor 8 crosses in the rotation gap 14 ( Hereinafter, the distribution of “electromagnetic excitation force” will be considered.

回転空隙14を周方向に1周した際の電磁加振力の半径方向成分を、各空間次数および時間次数に対し展開する。一般的に、誘導機1は、その極数、固定子スロット数、回転子スロット数の選択により、発生する特徴的な電磁加振力の空間次数、時間次数が特定される。すなわち、極数をp、固定子スロット数をNs、回転子スロット数をNrとすると、特徴的な空間次数βは、下式にて記述される。
β=|As・Ns+Ar・Nr+k・p|(k=−1,0,1) (2)
The radial component of the electromagnetic excitation force when the rotating gap 14 makes one round in the circumferential direction is developed for each spatial order and time order. In general, the induction machine 1 specifies the spatial order and the time order of the characteristic electromagnetic excitation force generated by selecting the number of poles, the number of stator slots, and the number of rotor slots. That is, when the number of poles is p, the number of stator slots is Ns, and the number of rotor slots is Nr, the characteristic spatial order β is described by the following equation.
β = | As · Ns + Ar · Nr + k · p | (k = -1, 0, 1) (2)

ここで、As、Arは、任意の整数である。一般的に、誘導機1の電磁加振力による騒音、振動を抑制する場合には、空間次数1〜3の加振力成分を低減することが有効とされている。すなわち、As、Arをどのように選択しても、空間次数βが1〜3の値とならないように、Ns、Nrの値を選択する必要がある。   Here, As and Ar are arbitrary integers. In general, in order to suppress noise and vibration due to the electromagnetic excitation force of the induction machine 1, it is effective to reduce the excitation force component having a spatial order of 1 to 3. That is, it is necessary to select the values of Ns and Nr so that the spatial order β does not become a value of 1 to 3 no matter how As and Ar are selected.

仮に、pを低極駆動時の極数、jを2以上の整数であるとし、下記の関係式が成立するとする。
Nr=Ns±j・p (3)
Suppose that p is the number of poles during low-pole driving, and j is an integer of 2 or more, and the following relational expression holds.
Nr = Ns ± j · p (3)

このとき、
β=|As・Ns+Ar・(Ns±jp)+k・p|
=|(As+Ar)・Ns+(±j・Ar+k)p| (4)
となる。
At this time,
β = | As · Ns + Ar · (Ns ± jp) + k · p |
= | (As + Ar) · Ns + (± j · Ar + k) p | (4)
It becomes.

さらに、毎極毎相あたりのスロット数をqとするとき、
Ns=3pq (5)
となり、このとき、Nsは、pの倍数となる。
Furthermore, when the number of slots per phase per pole is q,
Ns = 3pq (5)
At this time, Ns is a multiple of p.

従って、上式(4)より、
β=|(As+Ar)・3pq+(±j・Ar+k)p|
=|{(As+Ar)・3q+(±j・Ar+k)}p|
=|B|・p (6)
ここで、B=(As+Ar)・3q+(±j・Ar+k)とした。
Therefore, from the above equation (4),
β = | (As + Ar) · 3pq + (± j · Ar + k) p |
= | {(As + Ar) · 3q + (± j · Ar + k)} p |
= | B | ・ p (6)
Here, B = (As + Ar) · 3q + (± j · Ar + k).

上式(6)より、βは、pの倍数であることが分かる。また、Bを構成する項は、いずれも整数であることから、Bは、整数であると言える。   From the above equation (6), it can be seen that β is a multiple of p. Moreover, since all the terms which comprise B are integers, it can be said that B is an integer.

このとき、βが1〜3の値とならないようにするには、pが4以上であれば十分である。なぜなら、Bは、整数であり、|B|=0、1、2、…であるため、pが4以上であれば、βのうち0の次に最小となる値は、4となるからである。よって、低極時の極数pが4極以上であり、上式(3)の関係式を満たせば、βは、1〜3の値をとり得ない。   At this time, it is sufficient that p is 4 or more so that β does not become a value of 1 to 3. Because B is an integer and | B | = 0, 1, 2,..., If p is 4 or more, the smallest value next to 0 out of β is 4. is there. Therefore, if the number of poles p at the time of the low pole is 4 or more and the relational expression (3) is satisfied, β cannot take a value of 1 to 3.

従って、pが4以上であれば、誘導機1の電磁加振力による空間次数1〜3の成分を抑制することができ、その結果、低騒音・低振動の誘導機1を得ることが可能となる。なお、本実施の形態3では、低極時の場合には、p=4、Ns=48、Nr=32となっており、このときのNrの値は、確かに上式(3)に則る。   Therefore, if p is 4 or more, components of spatial orders 1 to 3 due to the electromagnetic excitation force of the induction machine 1 can be suppressed, and as a result, a low noise and low vibration induction machine 1 can be obtained. It becomes. In the third embodiment, p = 4, Ns = 48, and Nr = 32 in the case of the low pole, and the value of Nr at this time certainly conforms to the above equation (3). The

例えば、ハイブリッド自動車など、モータによってエンジンの駆動力を補うことで車両を推進させるような自動車においては、誘導機1の静粛性が、乗員の快適性確保のために静粛性が要求される性能の一つとなっている。このため、使用する回転数域が広く、かつ何れの回転数においても低騒音である自動車用モータが求められる。   For example, in a vehicle such as a hybrid vehicle in which the vehicle is propelled by supplementing the driving force of the engine with a motor, the quietness of the induction machine 1 is such that the quietness is required to ensure passenger comfort. It has become one. For this reason, there is a demand for a motor for automobiles that uses a wide range of rotational speeds and is low in noise at any rotational speed.

本実施の形態3では、その極数、固定子スロット数、回転子スロット数の組合せにより発生する電磁加振力の空間次数、時間次数を把握し、上式(3)の関係を満たせば、空間次数1〜3の電磁加振力成分を低減できる。従って、自動車用モータに適用する際にも、極数切替による高トルク化を図りつつ、低騒音であることを両立させるといった効果が得られる。   In the third embodiment, the spatial order and time order of the electromagnetic excitation force generated by the combination of the number of poles, the number of stator slots, and the number of rotor slots are grasped, and if the relationship of the above equation (3) is satisfied, The electromagnetic excitation force component having a spatial order of 1 to 3 can be reduced. Therefore, when applied to a motor for an automobile, the effect of achieving both low noise and high torque by switching the number of poles can be obtained.

以上のように、実施の形態3によれば、誘導機の極数p、固定子スロット数Ns、回転子スロット数Nrが、上式(3)を満たすように構成する(但しp≧4とする)ことにより、誘導機から発生する電磁加振力を抑制して低騒音化を図ることができる。   As described above, according to the third embodiment, the induction machine is configured such that the number of poles p, the number of stator slots Ns, and the number of rotor slots Nr satisfy the above equation (3) (where p ≧ 4). By doing so, it is possible to reduce the noise by suppressing the electromagnetic excitation force generated from the induction machine.

なお、本実施の形態3では低極時の極数pを4、固定子スロット数を48、回転子スロット数を32とした際の形態について述べた。しかしながら、必ずしもこの数値に限定されることはなく、低極時の極数が4以上で毎極毎相あたりのスロット数qが自然数であり、かつ上式(3)に示される関係式を満たす組合せであれば十分である。従って、例えば、低極時の極数pを6、固定子スロット数を72、回転子スロット数を60とした形態においても同様の効果を得ることが可能である。   In the third embodiment, the mode in which the number of poles p at the time of low pole is 4, the number of stator slots is 48, and the number of rotor slots is 32 has been described. However, it is not necessarily limited to this value, the number of poles at the time of low pole is 4 or more, the number of slots q per phase per pole is a natural number, and satisfies the relational expression shown in the above formula (3). A combination is sufficient. Therefore, for example, the same effect can be obtained even in a mode in which the number of poles p at the time of low pole is 6, the number of stator slots is 72, and the number of rotor slots is 60.

1 誘導機、2,3 インバータ、4 固定子、5 固定子ティース、6 固定子スロット、7 固定子コイル、8 回転子、9 回転子鉄心、10 回転子スロット、11 二次導体、13 シャフト穴、14 回転空隙。   1 Inductor, 2, 3 Inverter, 4 Stator, 5 Stator Teeth, 6 Stator Slot, 7 Stator Coil, 8 Rotor, 9 Rotor Core, 10 Rotor Slot, 11 Secondary Conductor, 13 Shaft Hole , 14 rotation gap.

Claims (7)

3相駆動用に分布巻にて巻回された固定子コイルが、2台の3相インバータに1極対おきに交互に接続され、高極時の毎極毎相あたりのスロット数をqとしたときの分布巻係数kwdが、
wd = sin(π/6)/(q×sin(π/6q))で表され、前記2台の3相インバータを駆動制御する統括制御部を備えた極数切替型誘導機において、前記統括制御部によって実行される極数切替型誘導機の駆動方法であって、
前記統括制御部において、前記2台の3相インバータ間の群間位相差を0°から180°の範囲で、0°の時に低極、180°の時に高極となるように極数切替するステップ
を有する極数切替型誘導機の駆動方法。
Stator coils wound in distributed winding for three-phase driving are alternately connected to two three-phase inverters every other pole pair, and q is the number of slots per pole per phase at high poles. The distributed winding coefficient k wd is
k wd = sin (π / 6) / (q × sin (π / 6q)), and the pole number switching type induction machine having a general control unit that drives and controls the two three-phase inverters, A method of driving a pole-switching induction machine executed by a general control unit,
In the overall control unit, the number of poles is switched so that the inter-group phase difference between the two three-phase inverters is in the range of 0 ° to 180 °, with a low pole at 0 ° and a high pole at 180 °. A method of driving a pole-switching induction machine having steps.
前記極数切替するステップは、前記群間位相差を、前記低極または前記高極のいずれかに極数切替する
請求項1に記載の極数切替型誘導機の駆動方法。
The method of driving a pole number switching type induction machine according to claim 1, wherein the step of switching the number of poles switches the number of poles of the phase difference between groups to either the low pole or the high pole.
前記極数切替するステップは、前記群間位相差を、前記低極時に4極、前記高極時に8極となるように極数切替する
請求項2に記載の極数切替型誘導機の駆動方法。
The pole number switching type induction machine according to claim 2, wherein the step of switching the number of poles switches the number of poles so that the inter-group phase difference is 4 poles at the low pole and 8 poles at the high pole. Method.
前記極数切替するステップは、前記群間位相差を、前記極数切替型誘導機の回転数に応じて、より少ない電流でより高いトルク性能を得られるように極数切替する
請求項1から3のいずれか1項に記載の極数切替型誘導機の駆動方法。
The step of switching the number of poles switches the number of poles so that a higher torque performance can be obtained with a smaller current according to the number of rotations of the pole number switching type induction machine. 4. The method for driving a pole-switching induction machine according to any one of 3 above.
前記極数切替するステップは、前記群間位相差を、連続的に変化させて極数切替する
請求項1から4のいずれか1項に記載の極数切替型誘導機の駆動方法。
The method of driving a pole number switching type induction machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the step of switching the number of poles switches the number of poles by continuously changing the phase difference between the groups.
3相駆動用に分布巻にて巻回された固定子コイルが、2台の3相インバータに1極対おきに交互に接続され、前記2台の3相インバータを駆動制御する統括制御部を備えた極数切替型誘導機であって、
前記統括制御部は、前記2台のインバータ間の群間位相差が0°から180°の範囲で、0°の時に低極、180°の時に高極となるように極数切替し、
前記分布巻は、前記群間位相差が前記高極となる時の毎極毎相あたりのスロット数をqとした場合の分布巻係数kwdが、
wd = sin(π/6)/(q×sin(π/6q))
となるように構成されている
極数切替型誘導機。
Stator coils wound in distributed winding for three-phase driving are alternately connected to two three-phase inverters every other pole pair, and an overall control unit for driving and controlling the two three-phase inverters It is a pole number switching type induction machine provided,
The overall control unit switches the number of poles so that the phase difference between groups of the two inverters is in a range of 0 ° to 180 °, and a low pole at 0 ° and a high pole at 180 °,
The distributed winding has a distributed winding coefficient k wd where q is the number of slots per phase per pole when the inter-group phase difference is the high pole.
k wd = sin (π / 6) / (q × sin (π / 6q))
A pole-switching induction machine configured to be
固定子スロット数をNs、前記低極時の極数をpとし、pを4以上の整数、jを2以上の整数とするとき、回転子スロット数Nrが、
Nr = (Ns+j・p)或いは(Ns−j・p)
となるように構成されている
請求項6に記載の極数切替型誘導機。
When the number of stator slots is Ns, the number of poles at the time of the low pole is p, p is an integer of 4 or more, and j is an integer of 2 or more, the number of rotor slots Nr is
Nr = (Ns + j · p) or (Ns−j · p)
The pole number switching type induction machine according to claim 6.
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