JP3506084B2 - Compound rotating electric machine - Google Patents

Compound rotating electric machine

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JP3506084B2
JP3506084B2 JP2000003876A JP2000003876A JP3506084B2 JP 3506084 B2 JP3506084 B2 JP 3506084B2 JP 2000003876 A JP2000003876 A JP 2000003876A JP 2000003876 A JP2000003876 A JP 2000003876A JP 3506084 B2 JP3506084 B2 JP 3506084B2
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electric machine
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1つのステータで
2つのロータを駆動する複合回転電機、2つのロータを
縦列接続する複合回転電機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite rotary electric machine in which one stator drives two rotors, and a composite rotary electric machine in which two rotors are connected in cascade.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、1つのステータで2つのロータを
駆動する複合回転電機としては、特願平10−3233
42号に記載の「回転電機」が提案されている。従来の
複合回転電機では、図14に示すように、内側ロータ2
03と外側ロータ205にそれぞれ極対数の異なる永久
磁石を埋め込んで構成し、それぞれのロータを独立に制
御するために、ステータ207を構成する複数の単一コ
イル209にそれぞれ独立に正弦波関数で表される駆動
電流を与えていた。詳しくは、2つのロータのトルク制
御は、それぞれ全く独立に制御されいた。
2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Application No. 10-3233 discloses a compound rotary electric machine in which one stator drives two rotors.
A "rotary electric machine" described in No. 42 has been proposed. In the conventional combined rotary electric machine, as shown in FIG.
03 and the outer rotor 205 are embedded with permanent magnets having different numbers of pole pairs, and in order to control each rotor independently, a plurality of single coils 209 constituting the stator 207 are independently represented by a sine wave function. Was given a drive current. Specifically, the torque control of the two rotors were controlled completely independently, respectively.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステー
タに発生するインダクタンスの空間分布は、大きく歪ん
でおり、2つのロータの磁束分電流を制御することで界
磁制御を行おうとしても、無励磁分のリラクタンストル
クによるトルク変動が大きくなり、実際には回転電機の
動作範囲が狭まることが考えられる。また、回転時は、
2つのロータ上に埋め込まれた永久磁石同士が互いに
する位置になると、永久磁石の減磁作用を促進して劣
化させることになった。
However, the spatial distribution of the inductance generated in the stator is greatly distorted, and even if an attempt is made to control the field by controlling the magnetic flux components of the two rotors, the reluctance of the non-excited component will be obtained. It is conceivable that the torque fluctuation due to the torque increases and the operating range of the rotating electric machine is actually narrowed. Also, when rotating,
The permanent magnets embedded on the two rotors are paired with each other .
At the facing position, the demagnetizing action of the permanent magnet was promoted and deteriorated.

【0004】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、無励磁分のリラクタンストルクによ
るトルク変動を低減できて動作範囲が広くなり、かつ、
ロータに用いる永久磁石の劣化を防止することができる
複合回転電機を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above,
The purpose is to reduce the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excited part, widen the operating range, and
An object of the present invention is to provide a composite rotating electric machine that can prevent deterioration of a permanent magnet used for a rotor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、ステータの内周及び外周に設
けられ異なる回転軸に接続された2つのロータからなる
三重構造を備え、前記ステータに、前記2つのロータに
対して別々の回転磁場を発生させる共通のコイルを形成
し、前記共通のコイルに、前記ロータの数と同数の回転
磁場が発生するように、各ロータに対応する電流を加え
合わせた複合電流を流すようにした複合回転電機におい
て、前記2つのロータのうちの少なくとも一方は、少な
くとも1対以上の界磁巻線が等分に配列されており、且
つ、リラクタンストルクによるトルク変動を低減するよ
うに、前記界磁巻線に流す電流値を制御することを要旨
とする。
The invention according to claim 1 is
In order to solve the above problems, a triple structure including two rotors provided on an inner circumference and an outer circumference of a stator and connected to different rotating shafts is provided, and the stator has the two rotors.
A common coil for generating different rotating magnetic fields is formed, and a current corresponding to each rotor is applied to the common coil so that the same number of rotating magnetic fields as the number of rotors are generated.
In a composite rotating electric machine configured to flow combined composite current , at least one of the two rotors is
At least one pair of field windings are evenly arranged, and
The torque fluctuation due to reluctance torque is reduced.
Thus, the gist is to control the value of the current flowing through the field winding .

【0006】請求項2記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記界磁巻線は、前記ロータの回転軸に設けら
れたスリップリングに接続されることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a second aspect of the present invention is characterized in that the field winding is connected to a slip ring provided on a rotating shaft of the rotor.

【0007】請求項3記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記界磁巻線は、前記ロータ上で発生する極対
数の組み合わせを変更可能であることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 3 is summarized in that the field winding can change the combination of the number of pole pairs generated on the rotor.

【0008】 請求項4記載の発明は、上記課題を解決
するため、ステータの内周及び外周に設けられ異なる回
転軸に接続された内側ロータと外側ロータからなる三重
構造を備え、前記ステータに、前記2つのロータに対し
て別々の回転磁場を発生させる共通のコイルを形成し
前記共通のコイルに、前記内側ロータと外側ロータの数
と同数の回転磁場が発生するように、各ロータに対応す
る電流を加え合わせた複合電流を流すようにした複合回
転電機において、前記外側ロータは、回転軸方向に対し
てクロー型形状をなす磁性体からなり、外側ロータの両
端部に1対の界磁巻線を設け、且つ、リラクタンストル
クによるトルク変動を低減するように、前記1対の界磁
巻線に流す電流値を制御することを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 4 is provided with a triple structure including an inner rotor and an outer rotor which are provided on an inner circumference and an outer circumference of the stator and are connected to different rotating shafts, and the stator is provided with : For the two rotors
Form a common coil to generate separate rotating magnetic fields ,
Corresponding to each rotor so that the same number of rotating magnetic fields as the inner rotor and the outer rotor are generated in the common coil .
In the combined rotating electric machine in which a combined current is added , the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of field magnets is provided at both ends of the outer rotor. Winding provided and reluctant stole
In order to reduce torque fluctuation due to
The point is to control the value of the current flowing through the winding .

【0009】 請求項5記載の発明は、上記課題を解決
するため、ステータの外周に設けられ回転軸に接続され
た外側ロータを有する2つの回転電機をそれぞれ独立し
て回転可能に縦列接続し、前記ステータに、2つの外側
ロータに対して別々の回転磁場を発生させる共通のコイ
ルを形成し、前記共通のコイルに、前記外側ロータの数
と同数の回転磁場が発生するように、各外側ロータに対
応する電流を加え合わせた複合電流を流すようにした複
合回転電機において、前記外側ロータは、回転軸方向に
対してクロー型形状をなす磁性体からなり、縦列接続さ
れた外側ロータの外周の両端部に1対の界磁巻線を
け、且つ、リラクタンストルクによるトルク変動を低減
するように、前記1対の界磁巻線に流す電流値を制御す
ことを要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 5 independently rotatably cascade-connects two rotating electric machines each having an outer rotor provided on the outer periphery of the stator and connected to a rotating shaft, Two outsides on the stator
A common coil is formed to generate different rotating magnetic fields for the rotors, and the common coils are paired with the outer rotors so that the same number of rotating magnetic fields as the outer rotors are generated .
In the combined rotating electrical machine configured to flow a combined current including the corresponding currents, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and both ends of the outer circumference of the outer rotors are connected in cascade. A pair of field windings is installed on the
And reduce torque fluctuation due to reluctance torque
To control the value of the current flowing through the pair of field windings.
And summarized in that that.

【0010】 請求項6記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記界磁巻線に直流電力を供給する直流電源
を有することを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 6 has a direct current power supply for supplying direct current power to the field winding.

【0011】[0011]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、ステー
タの内周及び外周に設けられ異なる回転軸に接続された
2つのロータからなる三重構造を備え、ステータに、2
つのロータに対して別々の回転磁場を発生させる共通
コイルを形成し、該共通のコイルにロータの数と同数の
回転磁場が発生するように、各ロータに対応する電流を
加え合わせた複合電流を流すようにしておき、少なくと
も1つ以上のロータは、少なくとも1対以上の界磁巻線
が等分に配置されるので、当該ロータ上の界磁巻線から
制御可能な磁界を発生させることができ、無励磁分のリ
ラクタンストルクによるトルク変動を低減できて動作範
囲が広くすることができる。
According Effect of the Invention] The present invention according to claim 1, further comprising a triple structure consisting of two rotors that are connected to different rotational shaft provided on the inner periphery and outer periphery of the stator, the stator, 2
One of the form a common coil for generating a separate rotating magnetic field to the rotor, so that the rotational magnetic field equal to the number of rotor to said common coil generates a current corresponding to each rotor
Make sure to pass the combined combined current, and at least
Also one or more rotors have at least one pair of field windings
Since There are disposed equally, it is possible to generate a controllable magnetic field from the field winding on the rotor, can be operating range can reduce torque fluctuations due to reluctance torque of the non-excitation component is widely .

【0012】また、請求項2記載の本発明によれば、界
磁巻線は、ロータの回転軸に設けられたスリップリング
に接続されることで、回転中の界磁巻線に界磁電流を供
給することができる。
According to the second aspect of the present invention, the field winding is connected to a slip ring provided on the rotating shaft of the rotor, so that the field current flowing through the rotating field winding is increased. Can be supplied.

【0013】また、請求項3記載の本発明によれば、界
磁巻線は、ロータ上で発生する極対数の組み合わせを変
更可能であるので、2つのロータを全く同一の回転特性
で作動させる場合でも、極めて低損失で作動させること
ができる。また、無励磁分のリラクタンストルクによる
トルク変動を低減して動作範囲を拡大することができ、
かつ、ロータに設けられた永久磁石の劣化を防止するこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, the field winding can change the combination of the number of pole pairs generated on the rotors, so that the two rotors operate with exactly the same rotation characteristics. In this case, it can be operated with extremely low loss. In addition, it is possible to reduce the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excited component and expand the operating range,
In addition, it is possible to prevent deterioration of the permanent magnet provided on the rotor.

【0014】また、請求項4記載の本発明によれば、外
側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形状をなす磁
性体からなり、外側ロータの外周の両端部に1対の界磁
巻線を有することで、1対の界磁巻線に界磁電流を供給
して磁性体を励磁するので回転軸方向に1対の磁極を形
成でき、さらに、この磁性体がクロー型形状をなすの
で、外側ロータ上に磁極を形成することができる。この
結果、無励磁分のリラクタンストルクによるトルク変動
を低減できて動作範囲が広くすることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of field windings are provided at both ends of the outer periphery of the outer rotor. By having the wires, a field current is supplied to the pair of field windings to excite the magnetic body, so that a pair of magnetic poles can be formed in the rotation axis direction, and the magnetic body has a claw shape. Therefore, the magnetic poles can be formed on the outer rotor. As a result, the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excited component can be reduced and the operating range can be widened.

【0015】また、請求項5記載の本発明によれば、外
側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形状をなす磁
性体からなり、縦列接続された外側ロータの外周の両端
部に1対の界磁巻線を有することで、1対の界磁巻線に
界磁電流を供給して磁性体を励磁するので回転軸方向に
各外側ロータ上に1対の磁極を形成でき、さらに、この
磁性体がクロー型形状をなすので、各外側ロータ上に磁
極を形成することができる。この結果、無励磁分のリラ
クタンストルクによるトルク変動を低減できて動作範囲
が広くすることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of outer rotors are connected in series at both ends of the outer periphery of the outer rotor. Since the field winding is provided to supply the field current to the pair of field windings to excite the magnetic body, a pair of magnetic poles can be formed on each outer rotor in the rotation axis direction. Since this magnetic body has a claw shape, magnetic poles can be formed on each outer rotor. As a result, the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excited component can be reduced and the operating range can be widened.

【0016】 また、請求項6記載の本発明によれば、
界磁巻線に直流電力を供給する直流電源を有すること
で、回転電機の運転時にのみ界磁巻線を励磁することが
でき、ロータに用いる永久磁石の劣化を防止することが
できる。
According to the present invention of claim 6,
By having a DC power source for supplying DC power to the field winding, can be excited only field winding during operation of the rotary electric machine, it is possible to prevent deterioration of the permanent magnets used in the rotor.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る複合回転電機1の構成を示す断面図である。同
図において、複合回転電機1は、複数の単一コイル(以
下、コイルという)からなるステータ3と、円筒状のス
テータ3の外周と内周に所定のギャップをおいて外側ロ
ータ5と内側ロータ7が配置されて三重構造を備え、外
側ロータ5と内側ロータ7は、被覆する外枠に対して回
転可能に設けられている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a composite rotary electric machine 1 according to a first embodiment of the present invention. At the drawing, the composite rotary electric machine 1, a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coil) and the stator 3 formed of an outer rotor 5 at a predetermined gap in the inner circumference and the outer circumference of the cylindrical stator 3 The inner rotor 7 is arranged to have a triple structure, and the outer rotor 5 and the inner rotor 7 are rotatably provided with respect to the outer frame to be covered.

【0018】 内側ロータ7は、半周毎に内側界磁巻線
Li1,Li2からなる一対の凸極形成されており、
一方、外側ロータ5は、内側ロータ7の一極当たり2倍
の極数を持つように外側界磁巻線Lo1〜Lo4からな
る2対の凸極が配置されている。ステータ3は、外側ロ
ータ5の1磁極当たり3個のコイル9で構成され、合計
12個(=3×4)のコイル9が同一の円周上に等分に
配置されている。なお、11はコイルが巻回されるコア
で、コイル9と同数のコア11が円周上に等分に所定の
間隔(ギャップ)13をおいて配列されている。
The inner rotor 7, a pair of salient poles are formed consisting of the inner field windings Li1, Li2 each half,
On the other hand, the outer rotor 5 is provided with two pairs of convex poles composed of the outer field windings Lo1 to Lo4 so as to have twice the number of poles per pole of the inner rotor 7. The stator 3 is composed of three coils 9 for each magnetic pole of the outer rotor 5, and a total of 12 (= 3 × 4) coils 9 are evenly arranged on the same circumference. Reference numeral 11 denotes a core around which a coil is wound, and the same number of cores 11 as the coils 9 are arranged on the circumference at equal intervals with a predetermined gap (gap) 13.

【0019】次に、図2は、複合回転電機1の内側回転
軸15の構成を示す図である。同図において、内側回転
軸15には、直列に接続された内側界磁巻線Li1,L
i2に後述する昇降圧チョッパから電源を供給するため
のスリップリングSL1,SL2が接続されている。
Next, FIG. 2 is a view showing the structure of the inner rotary shaft 15 of the combined rotary electric machine 1. In the figure, the inner rotating shaft 15 has inner field windings Li1, L connected in series.
Slip rings SL1 and SL2 for supplying power from a buck-boost chopper described later are connected to i2.

【0020】次に、図3は、複合回転電機1の外側回転
軸17の構成を示す図である。同図において、外側回転
軸17には、直列に接続された外側界磁巻線Lo1〜L
o4に後述する昇降圧チョッパから電源を供給するため
のスリップリングSL3,SL4が接続されている。
Next, FIG. 3 is a diagram showing the structure of the outer rotary shaft 17 of the combined rotary electric machine 1. In the figure, the outer rotary shaft 17 has outer field windings Lo1 to L1 connected in series.
Slip rings SL3 and SL4 for supplying power from a buck-boost chopper described later are connected to o4.

【0021】 次に、図4は、複合回転電機1の側面断
面図と複合回転電機1を制御するための制御装置24を
示すブロック図である。複合回転電機1には、各ロータ
5,7をそれぞれ同期回転させるため、各ロータ5,7
の各回転位相θo,θiで表されるロータ位置を検出す
る外側ロータ位置センサ21、内側ロータ位置センサ2
3が設けられ、これらセンサ21,23からのパルス信
号がステータ制御部25に入力される。
Next, FIG. 4 is a side sectional view of the combined rotary electric machine 1 and a block diagram showing a control device 24 for controlling the combined rotary electric machine 1. In the combined rotary electric machine 1, since the rotors 5 and 7 are synchronously rotated respectively, the rotors 5 and 7 are rotated.
Outer rotor position sensor 21 and inner rotor position sensor 2 for detecting the rotor position represented by each rotation phase θo, θi of
3 is provided, and pulse signals from these sensors 21 and 23 are input to the stator control unit 25.

【0022】ステータ制御部25は、外側ロータ5、内
側ロータ7に対して与えられた外側トルク指令値To及
び内側トルク指令値Tiと、外側ロータ5及び内側ロー
タ7のロータ位置θo,θiに基づいて、外側ロータ5
及び内側ロータ7とステータ3との間でそれぞれ回転磁
界が発生するように複合電流指令値としてPWM信号を
発生する。また、ステータ制御部25は、各相出力電流
i1 〜i12に基づいてq軸電流iq を算出し、内側ロー
タ制御部33および外側ロータ制御部39に与える。
The stator control unit 25 is based on the outer torque command value To and the inner torque command value Ti given to the outer rotor 5 and the inner rotor 7, and the rotor positions θo and θi of the outer rotor 5 and the inner rotor 7. Outer rotor 5
A PWM signal is generated as a composite current command value so that a rotating magnetic field is generated between the inner rotor 7 and the stator 3. Further, the stator control unit 25 calculates the q-axis current iq based on the output currents i1 to i12 of each phase, and supplies the q-axis current iq to the inner rotor control unit 33 and the outer rotor control unit 39.

【0023】 多相インバータ27は、ステータ制御部
25から与えられるPWM信号に基づいて、バッテリ2
9から供給される直流電流を交流電流に変換し、ステー
タ3に設けられたコイル9に複合電流1〜I12を供
給する。この複合電流I1〜I12の瞬時電流の全ての
和は0になるため、このインバータ27は、通常の3相
ブリッジ型インバータを12相に構成したものと同等で
あり、24個のトランジスタと同数のダイオードから構
成されている。また、各相のブリッジ型インバータの出
力端子には、それぞれ電流センサが設けられており、こ
の出力電流i1 〜i12をステータ制御部25に出力
している。
The multi-phase inverter 27 uses the PWM signal provided from the stator control unit 25 to drive the battery 2
The DC current supplied from 9 is converted into an AC current, and the composite currents I1 to I12 are supplied to the coil 9 provided in the stator 3. Since the sum of all the instantaneous currents of the composite currents I1 to I12 becomes 0, this inverter 27 is equivalent to a normal three-phase bridge type inverter configured in 12 phases, and has the same number as 24 transistors. It is composed of a diode. A current sensor is provided at each output terminal of the bridge type inverters of each phase, and outputs the output currents i1 to i12 to the stator control unit 25.

【0024】電流センサ31は、昇降圧チョッパ35か
らブラシBr1,Br2、スリップリングSL1、SL
2を介して内側ロータ7に設けられた内側界磁巻線Li
1,Li2に供給される電流ifiを検出する。内側ロー
タ制御部33は、電流センサ31で検出された電流ifi
と、ステータ制御部25で算出されたq軸電流iq に基
づいて、指令界磁電流ifiを算出し、さらに、この指令
界磁電流ifiをON/OFFデューティTon,Toff に
変換して昇降圧チョッパ35に出力する。
The current sensor 31 includes the buck-boost chopper 35, the brushes Br1 and Br2, the slip rings SL1 and SL.
Inner field winding Li provided on the inner rotor 7 via
1, the current ifi supplied to Li2 is detected. The inner rotor control unit 33 uses the current ifi detected by the current sensor 31.
And the command field current ifi is calculated based on the q-axis current iq calculated by the stator control unit 25, and the command field current ifi is further converted into ON / OFF duty Ton, Toff to obtain the buck-boost chopper. To 35.

【0025】昇降圧チョッパ35は、内側ロータ制御部
33から与えられたON/OFFデューティTon,Tof
f に応じて内部に設けられた複数のトランジスタを制御
し、バッテリ29から供給される電圧に対して昇圧動作
または降圧動作して、出力電流をスリップリングSL
1,SL2を介して内側ロータ7に設けられた内側界磁
巻線Li1,Li2に供給する。なお、電流センサ3
7、外側ロータ制御部39、昇降圧チョッパ41の構成
は、上述した電流センサ31、外側ロータ制御部33、
昇降圧チョッパ35の構成とそれぞれ同様であるので、
その説明を省略することとする。
The step-up / step-down chopper 35 has ON / OFF duty Ton, Tof provided by the inner rotor control unit 33.
A plurality of transistors provided inside is controlled according to f, and a boosting operation or a dropping operation is performed with respect to the voltage supplied from the battery 29 to output the output current to the slip ring SL.
It is supplied to inner field windings Li1 and Li2 provided in the inner rotor 7 via 1 and SL2. The current sensor 3
7, the outer rotor control unit 39, and the buck-boost chopper 41 are configured by the above-described current sensor 31, outer rotor control unit 33,
Since the configuration of the step-up / step-down chopper 35 is the same,
The description will be omitted.

【0026】次に、図4を参照して、複合回転電機1と
制御装置24の動作を説明する。
Next, the operation of the combined rotary electric machine 1 and the controller 24 will be described with reference to FIG.

【0027】まず、起動時には、内側ロータ制御部33
は、指令界磁電流ifiに対して予め定められた初期値を
設定し、さらに、この指令界磁電流ifiをON/OFF
デューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッパ35
に出力する。
First, at startup, the inner rotor control unit 33
Sets a predetermined initial value for the command field current ifi, and further turns on / off this command field current ifi.
Converting to duty Ton, Toff, buck-boost chopper 35
Output to.

【0028】そして、昇降圧チョッパ35は、内側ロー
タ制御部33から与えられたON/OFFデューティT
on,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流をブラシBr
1,Br2、スリップリングSL1,SL2を介して内
側ロータ7に設けられた内側界磁巻線Li1,Li2に
供給する。この結果、内側ロータ7に設けられた内側界
磁巻線Li1,Li2に電流が供給され、それぞれの界
磁巻線が例えばS極,N極に励磁される。
The step-up / down chopper 35 has an ON / OFF duty T supplied from the inner rotor control unit 33.
A plurality of transistors provided inside are controlled according to on and Toff to perform a step-up operation or a step-down operation with respect to the voltage supplied from the battery 29 to output the output current to the brush Br
1, Br2, and slip rings SL1, SL2 to supply to the inner field windings Li1, Li2 provided in the inner rotor 7. As a result, current is supplied to the inner field windings Li1 and Li2 provided on the inner rotor 7, and the respective field windings are excited to, for example, the S pole and the N pole.

【0029】同様に、起動時には、外側ロータ制御部3
9は、指令界磁電流ifoに対して予め定められた初期値
を設定し、さらに、この指令界磁電流ifoをON/OF
FデューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッパ4
1に出力する。
Similarly, at startup, the outer rotor control section 3
9 sets a predetermined initial value for the command field current ifo, and further turns on / off this command field current ifo.
Buck-boost chopper 4 converted to F duty Ton, Toff
Output to 1.

【0030】そして、昇降圧チョッパ41は、外側ロー
タ制御部39から与えられたON/OFFデューティT
on,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流をブラシBr
3,Br4、スリップリングSL3,SL4を介して外
側ロータ5に設けられた外側界磁巻線Lo1〜Lo4に
供給する。この結果、外側ロータ5に設けられた外側界
磁巻線Lo1〜Lo4に電流が供給され、それぞれの界
磁巻線が例えばS極,N極,S極,N極に励磁される。
The step-up / step-down chopper 41 has an ON / OFF duty T supplied from the outer rotor control section 39.
A plurality of transistors provided inside are controlled according to on and Toff to perform a step-up operation or a step-down operation with respect to the voltage supplied from the battery 29 to output the output current to the brush Br.
3, Br4, and slip rings SL3, SL4 to supply to the outer field windings Lo1 to Lo4 provided on the outer rotor 5. As a result, a current is supplied to the outer field windings Lo1 to Lo4 provided on the outer rotor 5, and the respective field windings are excited into, for example, S pole, N pole, S pole, and N pole.

【0031】同時に、ステータ制御部25は、外側ロー
タ5、内側ロータ7に対して与えられた外側トルク指令
値To及び内側トルク指令値Tiと、外側ロータ5及び
内側ロータ7のロータ位置θo,θiに基づいて、外側
ロータ5及び内側ロータ7とステータ3との間でそれぞ
れ回転磁界が発生するように複合電流指令値としてPW
M信号を発生する。
At the same time, the stator control section 25 controls the outer torque command value To and the inner torque command value Ti given to the outer rotor 5 and the inner rotor 7, and the rotor positions θo and θi of the outer rotor 5 and the inner rotor 7. PW as the composite current command value so that a rotating magnetic field is generated between the outer rotor 5 and the inner rotor 7 and the stator 3, respectively.
Generate the M signal.

【0032】 そして、多相インバータ27は、ステー
タ制御部25から与えられるPWM信号に基づいて、バ
ッテリ29から供給される直流電流を交流電流に変換
し、ステータ3に設けられたコイル9に複合電流1〜
I12を供給する。この結果、それぞれ励磁された外側
ロータ5及び内側ロータ7とステータ3との間でそれぞ
れ回転磁界が発生され、外側ロータ5及び内側ロータ7
がそれぞれ回転を開始する。
Then, the multi-phase inverter 27 converts the direct current supplied from the battery 29 into an alternating current based on the PWM signal given from the stator control unit 25, and the composite current is supplied to the coil 9 provided in the stator 3. I 1-
Supply I12. As a result, a rotating magnetic field is generated between the outer rotor 5 and the inner rotor 7 and the stator 3 which are respectively excited, and the outer rotor 5 and the inner rotor 7 are respectively generated.
Each starts to rotate.

【0033】ここで、多相インバータ27に設けられた
各相のブリッジ型インバータの出力端子には、それぞれ
電流センサが設けられているので、これらの電流センサ
から出力電流i1 〜i12がステータ制御部25に出力さ
れる。そして、ステータ制御部25は、各相出力電流i
1 〜i12に基づいてq軸電流iq を算出し、内側ロータ
制御部33および外側ロータ制御部39に与える。な
お、磁極方向に平行なd軸に対して、磁極方向に直交す
るq軸についてq軸電流iqを算出することとする。
Since current sensors are provided at the output terminals of the bridge type inverters of the respective phases provided in the multi-phase inverter 27, the output currents i1 to i12 are output from these current sensors as the stator control section. 25 is output. Then, the stator control unit 25 determines the output current i of each phase.
The q-axis current iq is calculated on the basis of 1 to i12 and given to the inner rotor control unit 33 and the outer rotor control unit 39. The q-axis current iq is calculated for the q-axis orthogonal to the magnetic pole direction with respect to the d-axis parallel to the magnetic pole direction.

【0034】そして、内側ロータ制御部33は、電流セ
ンサ31で検出された電流ifiと、ステータ制御部25
で算出されたq軸電流iq に基づいて、内側ロータ7の
実際のトルクτi を求める。
Then, the inner rotor controller 33 controls the current ifi detected by the current sensor 31 and the stator controller 25.
The actual torque .tau.i of the inner rotor 7 is obtained based on the q-axis current iq calculated in.

【数1】τi ∝ifi×iq そして、内側ロータ7に対して与えられた内側トルク指
令値Tiに実際のトルクτi がなるような指令界磁電流
ifiを算出し、さらに、この指令界磁電流ifiをON/
OFFデューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッ
パ35に出力する。そして、昇降圧チョッパ35から内
側ロータ7に設けられた内側界磁巻線Li1〜Li4に
電流が供給され、それぞれの界磁巻線による磁界が変更
され、この結果、内側ロータ7は内側トルク指令値Ti
に応じて回転するようになる。
[Mathematical formula-see original document] τi ∝ifi × iq Then, a command field current ifi is calculated such that the actual torque τi becomes the inner torque command value Ti given to the inner rotor 7, and this command field current is further calculated. turn on if /
The OFF duty Ton and Toff are converted and output to the step-up / down chopper 35. Then, a current is supplied from the step-up / down chopper 35 to the inner field windings Li1 to Li4 provided on the inner rotor 7, and the magnetic fields by the respective field windings are changed. As a result, the inner rotor 7 outputs the inner torque command. Value Ti
It will rotate according to.

【0035】また、外側ロータ制御部39は、電流セン
サ37で検出された電流ifoと、ステータ制御部25で
算出されたq軸電流iq に基づいて、外側ロータ5の実
際のトルクτo を求める。
The outer rotor control unit 39 also determines the actual torque τo of the outer rotor 5 based on the current ifo detected by the current sensor 37 and the q-axis current iq calculated by the stator control unit 25.

【0036】[0036]

【数2】τo ∝ifo×iq そして、外側ロータ5に対して与えられた外側トルク指
令値Toに実際のトルクτo がなるような指令界磁電流
ifoを算出し、さらに、この指令界磁電流ifoをON/
OFFデューティTon,Toff に変換して昇降圧チョッ
パ41に出力する。そして、昇降圧チョッパ41から外
側ロータ5に設けられた外側界磁巻線Lo1〜Lo4に
電流が供給され、それぞれの界磁巻線による磁界が変更
され、この結果、外側ロータ5は外側トルク指令値To
に応じて回転するようになる。
[Formula 2] τ o ∝ ifo × iq Then, the command field current ifo is calculated such that the actual torque τ o becomes the outer torque command value To given to the outer rotor 5, and this command field current is further calculated. Turn on ifo /
The OFF duty Ton and Toff are converted and output to the step-up / down chopper 41. Then, a current is supplied from the step-up / down chopper 41 to the outer field windings Lo1 to Lo4 provided in the outer rotor 5, and the magnetic fields of the respective field windings are changed. As a result, the outer rotor 5 outputs the outer torque command. Value To
It will rotate according to.

【0037】 本発明の第1の実施の形態に関する効果
としては、少なくとも1つ以上のロータは、界磁巻線を
有することで、当該ロータ上の界磁巻線から制御可能な
磁界を発生させることができ、無励磁分のリラクタンス
トルクによるトルク変動を低減できて動作範囲広くす
ることができる。また、界磁巻線は、ロータの回転軸に
設けられたスリップリングに接続されることで、回転中
の界磁巻線に界磁電流を供給することができる。
As an effect of the first embodiment of the present invention, at least one or more rotors have field windings, and the field windings on the rotors generate a controllable magnetic field. Therefore, it is possible to reduce the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excitation portion, and it is possible to widen the operation range. Further, the field winding can supply a field current to the rotating field winding by being connected to the slip ring provided on the rotating shaft of the rotor.

【0038】(第2の実施の形態)図5は、本発明の第
2の実施の形態に係る複合回転電機51の構成を示す断
面図である。なお、第2の実施の形態は、図1に示す第
1の実施の形態に対応する複合回転電機1と同様の基本
的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を
付し、その説明を省略することとする。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a combined rotary electric machine 51 according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment has a basic configuration similar to that of the combined rotary electric machine 1 corresponding to the first embodiment shown in FIG. 1, and the same components are designated by the same reference numerals. However, the description thereof will be omitted.

【0039】 同図において、複合回転電機51は、複
数の単一コイル(以下、コイルという)からなるステー
タ3と、円筒状のステータ3の外周と内周に所定のギャ
ップをおいて外側ロータ55と内側ロータ57が配置さ
れて三重構造を備え、外側ロータ55と内側ロータ57
は、被覆する外枠に対して回転可能に設けられている。
内側ロータ57は、2対の永久磁石から形成されてお
り、一方、外側ロータ55は、8対の永久磁石と外側界
磁巻線Lo1〜Lo4からなる凸極が配置されている。
[0039] In the figure, the outer composite rotary electric machine 51 has a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coils) at a stator 3 made of a predetermined gap in the inner circumference and the outer circumference of the cylindrical stator 3 The rotor 55 and the inner rotor 57 are arranged to have a triple structure, and the outer rotor 55 and the inner rotor 57 are arranged.
Is rotatably provided with respect to the outer frame to be covered.
The inner rotor 57 is formed of two pairs of permanent magnets, while the outer rotor 55 is provided with a salient pole composed of eight pairs of permanent magnets and outer field windings Lo1 to Lo4.

【0040】次に、図6は、複合回転電機51の外側回
転軸59の構成を示す図である。
Next, FIG. 6 is a diagram showing the structure of the outer rotary shaft 59 of the composite rotary electric machine 51.

【0041】同図において、外側回転軸59には、直列
に接続された外側界磁巻線Lo1,Lo3に後述する昇
降圧チョッパから電源を供給するためのスリップリング
SL1,SL2が接続されており、直列に接続された外
側界磁巻線Lo2,Lo4に後述する昇降圧チョッパか
ら電源を供給するためのスリップリングSL3,SL4
が接続されている。従って、外側界磁巻線Lo1,Lo
3は同一極性に励磁されることとなり、また、外側界磁
巻線Lo2,Lo4は同一極性に励磁されることとな
る。
In the figure, slip rings SL1 and SL2 for supplying power from a buck-boost chopper, which will be described later, to the outer field windings Lo1 and Lo3 connected in series are connected to the outer rotating shaft 59. , Slip rings SL3, SL4 for supplying power to the outer field windings Lo2, Lo4 connected in series from a buck-boost chopper described later.
Are connected. Therefore, the outer field windings Lo1, Lo
3 is excited to have the same polarity, and the outer field windings Lo2 and Lo4 are excited to have the same polarity.

【0042】次に、図7は、複合回転電機51の側面断
面図と複合回転電機51を制御するための制御装置61
を示すブロック図である。SW1は、各外側界磁巻線に
加えられる電圧の極性の組み合わせを切り替えるための
スイッチである。
Next, FIG. 7 is a side sectional view of the composite rotary electric machine 51 and a controller 61 for controlling the composite rotary electric machine 51.
It is a block diagram showing. SW1 is a switch for switching the combination of the polarities of the voltages applied to the outer field windings.

【0043】接続部63は、昇降圧チョッパ41とブラ
シBr1〜Br4との間に設けられ、SW1の設定状態
に応じて外側ロータ55の各外側界磁巻線に加えられる
電圧の極性を切り替える。
The connecting portion 63 is provided between the step-up / down chopper 41 and the brushes Br1 to Br4, and switches the polarity of the voltage applied to each outer field winding of the outer rotor 55 in accordance with the setting state of SW1.

【0044】ここで、図8を参照して、SW1の設定状
態と外側ロータ55の各外側界磁巻線に加えられる電圧
の極性との関係を説明する。SW1がオープン状態とな
り論理(1)となった場合、接続部63からブラシBr
1〜Br4に出力される電圧の極性は、図8に示すよう
なる。この結果、外側界磁巻線Lo1〜Lo4は、それ
ぞれS極,N極,S極,N極に励磁される。ここで、外
側界磁巻線Lo1〜Lo4の両隣の永久磁石は、それぞ
れS極,N極,S極,N極の磁極性を有するので、外側
ロータ55の極対数は4極対となる。
Here, the relationship between the setting state of SW1 and the polarity of the voltage applied to each outer field winding of the outer rotor 55 will be described with reference to FIG. When SW1 is in the open state and becomes logic (1), the brush Br from the connection portion 63
The polarities of the voltages output to 1 to Br4 are as shown in FIG. As a result, the outer field windings Lo1 to Lo4 are excited to the S pole, N pole, S pole, and N pole, respectively. Here, since the permanent magnets on both sides of the outer field windings Lo1 to Lo4 have magnetic pole characteristics of S pole, N pole, S pole, and N pole, respectively, the number of pole pairs of the outer rotor 55 is four pole pairs.

【0045】一方、SW1が接地状態となり論理(0)
となった場合、接続部63からブラシBr1〜Br4に
出力される電圧の極性は、図8に示すようなる。この結
果、外側界磁巻線Lo1〜Lo4は、それぞれN極,S
極,N極,S極に励磁される。ここで、外側界磁巻線L
o1〜Lo4の両隣の永久磁石は、それぞれS極,N
極,S極,N極の磁極性を有するので、外側ロータ55
の極対数は12極対となる。
On the other hand, SW1 is grounded and logic (0)
In this case, the polarities of the voltages output from the connecting portion 63 to the brushes Br1 to Br4 are as shown in FIG. As a result, the outer field windings Lo1 to Lo4 have N poles and S poles, respectively.
It is excited by the pole, N pole and S pole. Where the outer field winding L
The permanent magnets on both sides of o1 to Lo4 are S pole and N pole, respectively.
The outer rotor 55 has magnetic poles, S poles, and N poles.
The number of pole pairs of is 12 pole pairs.

【0046】なお、複合回転電機51と制御装置61の
動作説明については、第1の実施の形態において説明し
た複合回転電機1と制御装置24の動作と同様であるの
で、その説明を省略することとする。また、第2の実施
の形態においては、外側ロータ55に設けられた外側界
磁巻線の極対数を変更する場合について説明したが、本
発明はこのような場合に限られることなく、例えば内側
ロータ57に内側界磁巻線を設けて、同様にして極対数
を変更するように構成してもよい。
The description of the operation of the combined rotary electric machine 51 and the control device 61 is the same as the operation of the combined rotary electric machine 1 and the control device 24 described in the first embodiment, so the description thereof is omitted. And Further, in the second embodiment, a case has been described in which the number of pole pairs of the outer field winding provided on the outer rotor 55 is changed, but the present invention is not limited to such a case, and for example, the inner side may be used. An inner field winding may be provided on the rotor 57 and the number of pole pairs may be similarly changed.

【0047】本発明の第2の実施の形態に関する効果と
しては、ロータ上に設けられた界磁巻線は、ロータの回
転軸に設けられたスリップリングに接続されることで、
回転中の界磁巻線に界磁電流を供給することができる。
The effect of the second embodiment of the present invention is that the field winding provided on the rotor is connected to the slip ring provided on the rotary shaft of the rotor,
A field current can be supplied to the rotating field winding.

【0048】また、ロータ上に設けられた界磁巻線は、
ロータ上で発生する極対数の組み合わせを変更可能であ
るので、2つのロータを全く同一の回転特性で作動させ
る場合でも、極めて低損失で作動させることができる。
さらに、無励磁分のリラクタンストルクによるトルク変
動を低減して動作範囲を拡大することができ、かつ、ロ
ータに設けられた永久磁石の劣化を防止することができ
る。
The field winding provided on the rotor is
Since the combination of the number of pole pairs generated on the rotors can be changed, even when the two rotors are operated with exactly the same rotation characteristics, they can be operated with extremely low loss.
Further, it is possible to reduce the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excited portion, to expand the operation range, and to prevent the deterioration of the permanent magnet provided in the rotor.

【0049】(第3の実施の形態)図9は、本発明の第
3の実施の形態に係る複合回転電機71の構成を示す断
面図である。なお、第3の実施の形態は、図1に示す第
1の実施の形態に対応する複合回転電機1と同様の基本
的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を
付し、その説明を省略することとする。
(Third Embodiment) FIG. 9 is a sectional view showing the structure of a composite rotating electric machine 71 according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment has the same basic configuration as the combined rotary electric machine 1 corresponding to the first embodiment shown in FIG. 1, and the same components are designated by the same reference numerals. However, the description thereof will be omitted.

【0050】 同図において、複合回転電機71は、複
数の単一コイル(以下、コイルという)からなるステー
タ3と、円筒状のステータ3の外周と内周に所定のギャ
ップをおいて外側ロータ75,77と内側ロータ73が
配置されて三重構造を備え、外側ロータ75,77と内
側ロータ73は、回転可能に設けられている。
[0050] In the figure, the outer composite rotary electric machine 71 has a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coils) at a stator 3 made of a predetermined gap in the inner circumference and the outer circumference of the cylindrical stator 3 The rotors 75 and 77 and the inner rotor 73 are arranged to have a triple structure, and the outer rotors 75 and 77 and the inner rotor 73 are rotatably provided.

【0051】内側ロータ73は、1対の永久磁石から形
成されており、一方、外側ロータ75,77は、6対の
磁性体A,A’が配置されている。
The inner rotor 73 is formed of a pair of permanent magnets, while the outer rotors 75 and 77 are provided with six pairs of magnetic bodies A and A '.

【0052】次に、図10は、複合回転電機71の回転
軸方向の断面図である。外側ロータ75,77に配置さ
れている6対の磁性体A,A’は、それぞれ櫛形の凸部
と凹部が交互に設けられており、外側ロータ75,77
のそれぞれの凸部と凹部が交互に磁気的に無影響な程度
のギャップを開けて配置されるクロー型形状を成してい
る。また、ステータ3と外側ロータ75,77との間に
は、磁気的に影響される程度の狭いギャップが開けてあ
る。
Next, FIG. 10 is a sectional view of the combined rotary electric machine 71 in the direction of the rotation axis. The six pairs of magnetic bodies A and A ′ arranged on the outer rotors 75 and 77 are provided with comb-shaped convex portions and concave portions alternately, respectively.
The respective convex portions and concave portions are alternately arranged with a gap having a magnetically uninfluenced degree to form a claw shape. Further, a narrow gap is formed between the stator 3 and the outer rotors 75 and 77 so as to be magnetically affected.

【0053】次に、図11は、複合回転電機71の側面
断面図と複合回転電機71を制御するための制御装置8
3を示すブロック図である。ステータ3は、ケース(図
示せず)に固定されており、ステータ3の内部に設けら
れたコイル9はそれぞれ多相インバータ27の出力端子
に接続されている。また、内側ロータ73の回転軸は、
ベアリング79a,81aを介してステータ3に回転自
在に支えられている。同様に、外側ロータ75,77の
回転軸は、ベアリング79b,81bを介してステータ
3に回転自在に支えられている。なお、外側ロータ7
5,77の回転軸は、図示しないベアリングを介してケ
ース(図示せず)に回転自在に支えられていることとす
る。
Next, FIG. 11 is a side sectional view of the composite rotary electric machine 71 and a control device 8 for controlling the composite rotary electric machine 71.
3 is a block diagram showing FIG. The stator 3 is fixed to a case (not shown), and the coils 9 provided inside the stator 3 are connected to the output terminals of the multiphase inverter 27, respectively. The rotation axis of the inner rotor 73 is
It is rotatably supported by the stator 3 via bearings 79a and 81a. Similarly, the rotation shafts of the outer rotors 75 and 77 are rotatably supported by the stator 3 via bearings 79b and 81b. The outer rotor 7
It is assumed that the rotary shafts of 5, 77 are rotatably supported by a case (not shown) via a bearing (not shown).

【0054】励磁巻線L11,L12は、外側ロータ7
5,77の外周に配置されている1対のコイルであり、
励磁巻線L11,L12は昇降圧チョッパ41に接続さ
れている。励磁巻線制御部85は、電流センサ37で検
出された電流ifoと、ステータ制御部25で算出された
q軸電流iq に基づいて、指令界磁電流ifoを算出し、
さらに、この指令界磁電流ifoをON/OFFデューテ
ィTon,Toff に変換して昇降圧チョッパ41に出力す
る。
The excitation windings L11 and L12 are connected to the outer rotor 7
A pair of coils arranged on the outer circumference of 5,77,
The excitation windings L11 and L12 are connected to the step-up / down chopper 41. The excitation winding control unit 85 calculates the command field current ifo based on the current ifo detected by the current sensor 37 and the q-axis current iq calculated by the stator control unit 25,
Further, the command field current ifo is converted into ON / OFF duty Ton, Toff and output to the buck-boost chopper 41.

【0055】 次に、図10を参照して、複合回転電機
71上に設けられた外側ロータ75,77での磁束の流
れ方向を説明する。図10に示すように、励磁巻線L1
1,L12に昇降圧チョッパ41から励磁電流が加えら
れると、それぞれ励磁して矢印方向の磁束が発生する。
界磁巻線L11で発生された磁束は、外側ロータ75、
外側ロータ75とステータ3との間のギャップ、ステー
タ3、ステータ3と外側ロータ77との間のギャップ、
外側ロータ77を介して励磁巻線L12に伝達されて磁
束ループを形成する。この結果、外側ロータ75はN極
に励磁され、外側ロータ77はS極に励磁され、外側ロ
ータの全体では、S極とN極とが交互に6極対だけ励磁
される。
Next, with reference to FIG. 10, the flow direction of the magnetic flux in the outer rotors 75, 77 provided on the composite rotating electric machine 71 will be described. As shown in FIG. 10, the excitation winding L1
When an exciting current is applied to 1 and L12 from the buck-boost chopper 41, each is excited and magnetic flux in the direction of the arrow is generated.
The magnetic flux generated in the field winding L11 is generated by the outer rotor 75,
A gap between the outer rotor 75 and the stator 3, a stator 3, a gap between the stator 3 and the outer rotor 77,
It is transmitted to the excitation winding L12 via the outer rotor 77 to form a magnetic flux loop. As a result, the outer rotor 75 is excited to the N pole, the outer rotor 77 is excited to the S pole, and in the entire outer rotor, the S pole and the N pole are alternately excited by 6 pole pairs.

【0056】次に、図11を参照して、複合回転電機7
1と制御装置83の動作を説明する。まず、起動時に
は、励磁巻線制御部85は、指令界磁電流ifoに対して
予め定められた初期値を設定し、さらに、この指令界磁
電流ifoをON/OFFデューティTon,Toff に変換
して昇降圧チョッパ41に出力する。
Next, referring to FIG. 11, the composite rotating electric machine 7
1 and the operation of the control device 83 will be described. First, at startup, the excitation winding control unit 85 sets a predetermined initial value for the command field current ifo, and further converts this command field current ifo into ON / OFF duty Ton, Toff. Output to the step-up / down chopper 41.

【0057】そして、昇降圧チョッパ41は、励磁巻線
制御部85から与えられたON/OFFデューティTo
n,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流を外側ロータ7
5,77に設けられた励磁巻線L11,L12に供給す
る。この結果、外側ロータ75,77に設けられた励磁
巻線L11,L12に電流が供給され、それぞれの励磁
巻線が励磁され、磁性体からなる外側ロータ75,77
がそれぞれN極,S極に励磁される。
The step-up / step-down chopper 41 has an ON / OFF duty To supplied from the excitation winding control unit 85.
A plurality of transistors provided inside are controlled according to n and Toff to perform a step-up operation or a step-down operation with respect to the voltage supplied from the battery 29 to output the output current to the outer rotor
It supplies to the excitation winding L11, L12 provided in 5,77. As a result, a current is supplied to the excitation windings L11 and L12 provided on the outer rotors 75 and 77, the respective excitation windings are excited, and the outer rotors 75 and 77 made of a magnetic material.
Are excited to the N pole and the S pole, respectively.

【0058】同時に、ステータ制御部25は、外側ロー
タ75,77、内側ロータ73に対して与えられた外側
トルク指令値To及び内側トルク指令値Tiと、外側ロ
ータ75,77及び内側ロータ73のロータ位置θo,
θiに基づいて、外側ロータ75及び内側ロータ73と
ステータ3との間でそれぞれ回転磁界が発生するように
複合電流指令値としてPWM信号を発生する。
At the same time, the stator control section 25 controls the outer rotors 75, 77 and the inner rotor 73 with the outer torque command value To and the inner torque command value Ti, and the rotors of the outer rotors 75, 77 and the inner rotor 73. Position θo,
Based on θi, a PWM signal is generated as a composite current command value so that a rotating magnetic field is generated between each of outer rotor 75 and inner rotor 73 and stator 3.

【0059】 そして、多相インバータ27は、ステー
タ制御部25から与えられるPWM信号に基づいて、バ
ッテリ29から供給される直流電流を交流電流に変換
し、ステータ3に設けられたコイル9に複合電流1〜
I12を供給する。この結果、それぞれ励磁された外側
ロータ75,77及び内側ロータ73とステータ3との
間でそれぞれ回転磁界が発生され、外側ロータ75,7
7及び内側ロータ73がそれぞれ回転を開始する。
Then, the multi-phase inverter 27 converts the direct current supplied from the battery 29 into an alternating current based on the PWM signal given from the stator control unit 25, and outputs the composite current to the coil 9 provided in the stator 3. I 1-
Supply I12. As a result, rotating magnetic fields are generated between the outer rotors 75 and 77 and the inner rotor 73 and the stator 3 which are respectively excited, and the outer rotors 75 and 7 are excited.
7 and the inner rotor 73 start to rotate.

【0060】ここで、多相インバータ27に設けられた
各相のブリッジ型インバータの出力端子には、それぞれ
電流センサが設けられているので、これらの電流センサ
から出力電流i1 〜i12がステータ制御部25に出力さ
れる。
Here, since current sensors are provided at the output terminals of the bridge type inverters of the respective phases provided in the multi-phase inverter 27, output currents i1 to i12 from these current sensors are output to the stator control section. 25 is output.

【0061】そして、ステータ制御部25は、各相出力
電流i1 〜i12に基づいてq軸電流iq を算出し、励磁
巻線制御部85に与える。
Then, the stator control unit 25 calculates the q-axis current iq based on the output currents i1 to i12 of each phase, and supplies it to the excitation winding control unit 85.

【0062】そして、励磁巻線制御部85は、電流セン
サ37で検出された電流ifoと、ステータ制御部25で
算出されたq軸電流iq に基づいて、外側ロータ5の実
際のトルクτo を求める。
Then, the excitation winding control unit 85 obtains the actual torque τo of the outer rotor 5 based on the current ifo detected by the current sensor 37 and the q-axis current iq calculated by the stator control unit 25. .

【0063】[0063]

【数3】τo ∝ifo×iq そして、外側ロータ75,77に対して与えられた外側
トルク指令値Toに実際のトルクτo がなるような指令
界磁電流ifoを算出し、さらに、この指令界磁電流ifo
をON/OFFデューティTon,Toff に変換して昇降
圧チョッパ41に出力する。そして、昇降圧チョッパ4
1から外側ロータ75,77に設けられた励磁巻線L1
1,L12に電流が供給され、それぞれの励磁巻線によ
る磁界が変更され、この結果、外側ロータ75,77は
外側トルク指令値Toに応じて回転するようになる。
[Mathematical formula-see original document] τ o ∝ ifo × iq Then, a command field current ifo is calculated such that the actual torque τ o becomes the outer torque command value To given to the outer rotors 75 and 77, and this command field is further calculated. Magnetic current ifo
Is converted into ON / OFF duty Ton, Toff and output to the buck-boost chopper 41. And the buck-boost chopper 4
1 to the excitation winding L1 provided on the outer rotors 75 and 77
Currents are supplied to 1 and L12, the magnetic fields generated by the respective excitation windings are changed, and as a result, the outer rotors 75 and 77 rotate according to the outer torque command value To.

【0064】 本発明の第3の実施の形態に関する効果
としては、外側ロータは、回転軸方向に対してクロー型
形状をなす磁性体からなり、外側ロータの外周の両端部
に1対の界磁巻線を有することで、1対の界磁巻線に界
磁電流を供給して磁性体を励磁するので回転軸方向に1
対の磁極を形成でき、さらに、この磁性体がクロー型形
状をなすので、外側ロータ上に磁極を形成することがで
きる。この結果、無励磁分のリラクタンストルクによる
トルク変動を低減できて動作範囲広くすることができ
る。
As an effect of the third embodiment of the present invention, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of field magnets is provided at both ends of the outer circumference of the outer rotor. By having the windings, a field current is supplied to the pair of field windings to excite the magnetic body, so that there is one
A pair of magnetic poles can be formed, and further, since the magnetic body has a claw shape, the magnetic pole can be formed on the outer rotor. As a result, it is possible to widen the operating range can reduce torque fluctuations due to reluctance torque of the non-excitation minute.

【0065】また、界磁巻線に直流電源を供給する昇降
圧チョッパを有することで、回転電機の運転時にのみ界
磁巻線を励磁することができ、ロータに用いる永久磁石
の劣化を防止することができる。
Further, since the step-up / step-down chopper for supplying DC power to the field winding is provided, the field winding can be excited only when the rotating electric machine is in operation, and deterioration of the permanent magnet used for the rotor is prevented. be able to.

【0066】(第4の実施の形態)図12は、本発明の
第4の実施の形態に係る複合回転電機91の構成を示す
断面図である。なお、第4の実施の形態は、図9に示す
第3の実施の形態に対応する複合回転電機71と同様の
基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符
号を付し、その説明を省略することとする。
(Fourth Embodiment) FIG. 12 is a sectional view showing the structure of a composite rotating electric machine 91 according to a fourth embodiment of the present invention. It should be noted that the fourth embodiment has the same basic configuration as the compound rotating electrical machine 71 corresponding to the third embodiment shown in FIG. 9, and the same components are designated by the same reference numerals. However, the description thereof will be omitted.

【0067】 同図において、複合回転電機91は、複
数の単一コイル(以下、コイルという)からなるステー
タ3と、円筒状のステータ3の外周に所定のギャップを
おいて第1ロータ93A,93A’が配置されて二重構
造を備えている。第1ロータ93A,93A’は、6対
の磁性体A,A’が配置されている。
[0067] In the figure, the composite rotary electric machine 91 has a plurality of single coils (hereinafter, referred to as coil) and the stator 3 made of a first rotor 93A with a predetermined gap on the outer periphery of the cylindrical stator 3 , 93A ′ are arranged to provide a double structure. Six pairs of magnetic bodies A and A'are arranged in the first rotors 93A and 93A '.

【0068】 次に、図13は、複合回転電機91の側
面断面図と複合回転電機91を制御するための制御装置
107を示すブロック図である。同図において、複合回
転電機91は、第1回転電機91aと第2回転電機91
bとの複合体であり、両者はそれぞれ独立して回転する
こととする。
Next, FIG. 13 is a side sectional view of the combined rotary electric machine 91 and a block diagram showing a control device 107 for controlling the combined rotary electric machine 91. At the drawing, the composite rotary electric machine 91, the first rotary electric machine 91a and the second rotary electric machine 91
It is a complex with b, and both are supposed to rotate independently.

【0069】ステータ3は、ケース(図示せず)に固定
されており、ステータ3の内部に設けられたコイル9は
それぞれ多相インバータ27の出力端子に接続されてい
る。また、第1ロータ93A,93A’の回転軸は、ベ
アリング95を介してステータ3に回転自在に支えられ
ている。なお、第1ロータ93A,93A’の回転軸
は、図示しないベアリングを介してケース(図示せず)
に回転自在に支えられていることとする。
The stator 3 is fixed to a case (not shown), and the coils 9 provided inside the stator 3 are connected to the output terminals of the multiphase inverter 27, respectively. The rotating shafts of the first rotors 93A and 93A ′ are rotatably supported by the stator 3 via bearings 95. The rotating shafts of the first rotors 93A and 93A 'are provided with a bearing (not shown) through a case (not shown).
It shall be rotatably supported by.

【0070】第2回転電機91bの基本的構造は、第1
回転電機91aと同様の同様の構造を有しているので、
両者の相異点のみ説明することとする。第1回転電機9
1aの第1ロータ93A’と第2回転電機91bの第2
ロータ101B’との間には、磁性体からなり第1ロー
タ93A’と一体となって回転する凹形状の磁気結合部
99aと、磁性体からなり第2ロータ101B’と一体
となって回転する凸形状の磁気結合部99bとが設けら
れている。なお、磁気結合部99a,99b間には、第
1ロータ93A’と第2ロータ101B’とが磁気結合
可能であり、かつそれぞれ独立して回転可能なようにギ
ャップが設けられている。また、磁気結合部99a,9
9bの回転軸は、図示しないベアリングを介してケース
(図示せず)にそれぞれ回転自在に支えられていること
とする。
The basic structure of the second rotating electric machine 91b is the first
Since it has the same structure as the rotating electric machine 91a,
Only the differences between the two will be explained. First rotating electric machine 9
The first rotor 93A ′ of 1a and the second rotor of the second rotating electric machine 91b
Between the rotor 101B ′, a concave magnetic coupling part 99a made of a magnetic material and rotating integrally with the first rotor 93A ′, and a magnetic rotor made of a magnetic material and rotating integrally with the second rotor 101B ′. A convex magnetic coupling portion 99b is provided. A gap is provided between the magnetic coupling portions 99a and 99b so that the first rotor 93A 'and the second rotor 101B' can be magnetically coupled and can rotate independently of each other. Further, the magnetic coupling portions 99a, 9
The rotating shaft 9b is rotatably supported by a case (not shown) via a bearing (not shown).

【0071】励磁巻線L11,L12は、それぞれ第1
ロータ93Aと第2ロータ101Bの外周に配置されて
いる1対のコイルであり、励磁巻線L11,L12は昇
降圧チョッパ41に接続されている。励磁巻線制御部1
13は、電流センサ37で検出された電流ifoと、ステ
ータ制御部109,111で算出されたq軸電流iq
1,iq2 に基づいて、指令界磁電流ifoを算出し、さ
らに、この指令界磁電流ifoをON/OFFデューティ
Ton,Toff に変換して昇降圧チョッパ41に出力す
る。
The excitation windings L11 and L12 are respectively the first
Exciting windings L11 and L12 are a pair of coils arranged around the outer circumference of the rotor 93A and the second rotor 101B, and are connected to the step-up / down chopper 41. Excitation winding control unit 1
13 is the current ifo detected by the current sensor 37 and the q-axis current iq calculated by the stator control units 109 and 111.
A command field current ifo is calculated based on 1, iq2, and this command field current ifo is further converted into ON / OFF duty Ton, Toff and output to the buck-boost chopper 41.

【0072】ステータ制御部109は、第1回転電機9
1aに対して与えられたトルク指令値T1と、第1ロー
タ93Aのロータ位置θ1に基づいて、第1ロータ93
A,93A’とステータ3との間でそれぞれ回転磁界が
発生するように複合電流指令値としてPWM信号を発生
する。また、ステータ制御部109は、各相出力電流i
1 〜i12に基づいてq軸電流iq1 を算出し、励磁巻線
制御部113に与える。なお、ステータ制御部111の
構成は、ステータ制御部109と同様であるので、その
説明を省略する。
The stator control unit 109 includes the first rotary electric machine 9
1a based on the torque command value T1 given to the first rotor 93a and the rotor position θ1 of the first rotor 93A.
A PWM signal is generated as a composite current command value so that a rotating magnetic field is generated between each of A, 93A ′ and the stator 3. Further, the stator control unit 109 controls the output current i of each phase.
The q-axis current iq1 is calculated based on 1 to i12 and given to the excitation winding control unit 113. The configuration of the stator control unit 111 is the same as that of the stator control unit 109, and therefore its description is omitted.

【0073】次に、図13に示す複合回転電機91の磁
束の流れ方向を説明する。励磁巻線L11,L12に昇
降圧チョッパ41から励磁電流が加えられると、それぞ
れ励磁して磁束が発生する。界磁巻線L11で発生され
た磁束は、第1ロータ93A(N極)、第1ロータ93
Aとステータ3との間のギャップ、ステータ3、ステー
タ3と第1ロータ93A’との間のギャップ、第1ロー
タ93A’(S極)、第1ロータ93A’の磁気結合部
99a、第2ロータ101B’の磁気結合部99b、第
2ロータ101B’(N極)、第2ロータ101B’と
ステータ3との間のギャップ、ステータ3、ステータ3
と第2ロータ101B、第2ロータ101B(S極)を
介して励磁巻線L12に伝達されて磁束ループを形成す
る。この結果、第1ロータ93A,第2ロータ101B
はN極に励磁され、第1ロータ93A’,第2ロータ1
01BはS極に励磁され、両回転電機の全体では、それ
ぞれS極とN極とが交互に6極対だけ励磁される。
Next, the flow direction of the magnetic flux of the combined rotary electric machine 91 shown in FIG. 13 will be described. When an exciting current is applied to the exciting windings L11 and L12 from the buck-boost chopper 41, the exciting windings L11 and L12 are excited to generate magnetic flux. The magnetic flux generated in the field winding L11 is generated by the first rotor 93A (N pole) and the first rotor 93A.
A gap between A and the stator 3, a stator 3, a gap between the stator 3 and the first rotor 93A ', a first rotor 93A' (S pole), a magnetic coupling portion 99a of the first rotor 93A ', a second The magnetic coupling portion 99b of the rotor 101B ', the second rotor 101B' (N pole), the gap between the second rotor 101B 'and the stator 3, the stator 3, the stator 3
And is transmitted to the excitation winding L12 via the second rotor 101B and the second rotor 101B (S pole) to form a magnetic flux loop. As a result, the first rotor 93A and the second rotor 101B
Is excited to the N pole, and the first rotor 93A 'and the second rotor 1
01B is excited by the S pole, and in the entire rotary electric machine, the S pole and the N pole are alternately excited by 6 pole pairs.

【0074】 次に、図13を参照して、複合回転電機
91と制御装置107の動作を説明する。まず、起動時
には、励磁巻線制御部113は、指令界磁電流ifoに対
して予め定められた初期値を設定し、さらに、この指令
界磁電流ifoをON/OFFデューティTon,Toff に
変換して昇降圧チョッパ41に出力する。
Next, with reference to FIG. 13, the operation of the combined rotary electric machine 91 and the control device 107 will be described. First, at startup, the excitation winding control unit 113 sets a predetermined initial value for the command field current ifo, and further converts this command field current ifo into ON / OFF duty Ton, Toff. Output to the step-up / down chopper 41.

【0075】そして、昇降圧チョッパ41は、励磁巻線
制御部113から与えられたON/OFFデューティT
on,Toff に応じて内部に設けられた複数のトランジス
タを制御し、バッテリ29から供給される電圧に対して
昇圧動作または降圧動作して、出力電流を第1ロータ9
3A,第2ロータ101Bに設けられた励磁巻線L1
1,L12に供給する。
The step-up / step-down chopper 41 has an ON / OFF duty T supplied from the excitation winding controller 113.
A plurality of transistors provided inside are controlled according to on and Toff to perform a step-up operation or a step-down operation with respect to the voltage supplied from the battery 29 to output the output current to the first rotor 9
3A, excitation winding L1 provided on the second rotor 101B
Supply to 1, L12.

【0076】この結果、第1ロータ93A,第2ロータ
101Bに設けられた励磁巻線L11,L12に電流が
供給され、それぞれの励磁巻線が励磁され、磁性体から
なる第1ロータ93A,93A’,第2ロータ101
B’,101BがそれぞれN極,S極に励磁される。
As a result, a current is supplied to the excitation windings L11 and L12 provided on the first rotor 93A and the second rotor 101B, and the respective excitation windings are excited and the first rotors 93A and 93A made of a magnetic material. ', The second rotor 101
B ′ and 101B are excited to the N pole and the S pole, respectively.

【0077】 同時に、ステータ制御部109は、回転
電機91aに対して与えられたトルク指令値T1と、ロ
ータ位置θ1に基づいて、第1ロータ93A,93A’
とステータ3との間で回転磁界が発生するように複合電
流指令値としてPWM信号を発生する。そして、多相イ
ンバータ27は、ステータ制御部109から与えられる
PWM信号に基づいて、バッテリ29から供給される直
流電流を交流電流に変換し、ステータ3に設けられたコ
イル9に複合電流1〜I12を供給する。
At the same time, the stator control unit 109 , based on the torque command value T1 given to the rotating electric machine 91a and the rotor position θ1, the first rotors 93A, 93A ′.
A PWM signal is generated as a composite current command value so that a rotating magnetic field is generated between the stator 3 and the stator 3. Then, the multi-phase inverter 27 converts the direct current supplied from the battery 29 into an alternating current based on the PWM signal given from the stator control unit 109, and the composite current I 1 to the coil 9 provided in the stator 3 is changed. Supply I12.

【0078】この結果、それぞれ励磁された第1ロータ
93A,93A’とステータ3との間、第2ロータ10
1B,101B’とステータ3との間でそれぞれ回転磁
界が発生され、回転電機91a,91bがそれぞれ回転
を開始する。
As a result, between the respectively excited first rotors 93A, 93A 'and the stator 3, the second rotor 10
Rotating magnetic fields are generated between 1B and 101B ′ and the stator 3, and the rotating electric machines 91a and 91b start rotating.

【0079】ここで、多相インバータ27に設けられた
各相のブリッジ型インバータの出力端子には、それぞれ
電流センサが設けられているので、これらの電流センサ
から出力電流i1 〜i12がステータ制御部109,11
1に出力される。
Since current sensors are provided at the output terminals of the bridge type inverters of the respective phases provided in the multi-phase inverter 27, the output currents i1 to i12 from these current sensors are output to the stator controller. 109, 11
It is output to 1.

【0080】そして、ステータ制御部109,111
は、各相出力電流i1 〜i12に基づいてq軸電流iq1,
iq2をそれぞれ算出し、励磁巻線制御部113に与え
る。
Then, the stator control units 109 and 111
Is the q-axis current iq1, based on the output currents i1 to i12 of each phase.
Each iq2 is calculated and given to the excitation winding control unit 113.

【0081】そして、励磁巻線制御部113は、電流セ
ンサ37で検出された電流ifoと、ステータ制御部10
9,111で算出されたq軸電流iq1,iq2に基づい
て、回転電機91a、91bの実際のトルクτ1 ,τ2
を求める。
Then, the excitation winding control unit 113 detects the current ifo detected by the current sensor 37 and the stator control unit 10
Based on the q-axis currents iq1 and iq2 calculated in 9, 111, the actual torques τ1 and τ2 of the rotating electric machines 91a and 91b are calculated.
Ask for.

【0082】[0082]

【数4】τ1 ∝ifo×iq1 ,τ2 ∝ifo×iq2 そして、回転電機91a、91bに対して与えられたト
ルク指令値T1,T2に実際のトルクτ1 ,τ2 がなる
ような指令界磁電流ifoを算出し、さらに、この指令界
磁電流ifoをON/OFFデューティTon,Toff に変
換して昇降圧チョッパ41に出力する。そして、昇降圧
チョッパ41から回転電機91a,91bに設けられた
励磁巻線L11,L12に電流が供給され、それぞれの
励磁巻線による磁界が変更され、この結果、回転電機9
1a,91bはトルク指令値T1,T2 に応じて回転す
るようになる。
[Formula 4] τ1 ∝ifo × iq1, τ2 ∝ifo × iq2 Then, the command field current ifo such that the actual torque τ1, τ2 becomes the torque command values T1, T2 given to the rotating electric machines 91a, 91b. Is calculated, and this command field current ifo is converted into ON / OFF duty Ton, Toff and output to the buck-boost chopper 41. Then, a current is supplied from the step-up / down chopper 41 to the excitation windings L11 and L12 provided in the rotary electric machines 91a and 91b, and the magnetic fields due to the respective excitation windings are changed. As a result, the rotary electric machine 9
1a and 91b rotate according to the torque command values T1 and T2.

【0083】本発明の第4の実施の形態に関する効果と
しては、外側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形
状をなす磁性体からなり、縦列接続された外側ロータの
外周の両端部に1対の界磁巻線を有することで、1対の
界磁巻線に界磁電流を供給して磁性体を励磁するので回
転軸方向に各外側ロータ上に1対の磁極を形成でき、さ
らに、この磁性体がクロー型形状をなすので、各外側ロ
ータ上に磁極を形成することができる。この結果、無励
磁分のリラクタンストルクによるトルク変動を低減でき
て動作範囲が広くすることができる。
As an effect of the fourth embodiment of the present invention, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the direction of the rotation axis, and the outer rotors are connected in series at both ends of the outer periphery of the outer rotor. By having a pair of field windings, a field current is supplied to the pair of field windings to excite the magnetic body, so that a pair of magnetic poles can be formed on each outer rotor in the rotation axis direction. Since the magnetic body has a claw shape, magnetic poles can be formed on each outer rotor. As a result, the torque fluctuation due to the reluctance torque of the non-excited component can be reduced and the operating range can be widened.

【0084】また、界磁巻線に直流電源を供給する昇降
圧チョッパを有することで、回転電機の運転時にのみ界
磁巻線を励磁することができ、ロータに用いる永久磁石
の劣化を防止することができる。
Further, by having the step-up / down chopper for supplying DC power to the field winding, the field winding can be excited only when the rotating electric machine is in operation, and the permanent magnet used for the rotor is prevented from deterioration. be able to.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る複合回転電機
1の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a composite rotary electric machine 1 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】複合回転電機1の内側回転軸15の構成を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an inner rotary shaft 15 of the combined rotary electric machine 1.

【図3】複合回転電機1の外側回転軸17の構成を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an outer rotary shaft 17 of the combined rotary electric machine 1.

【図4】複合回転電機1の側面断面図と複合回転電機1
を制御するための制御装置24を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a side sectional view of the composite rotating electric machine 1 and the composite rotating electric machine 1.
It is a block diagram showing a control device 24 for controlling the.

【図5】本発明の第2の実施の形態に係る複合回転電機
51の構成を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a combined rotary electric machine 51 according to a second embodiment of the present invention.

【図6】複合回転電機51の外側回転軸59の構成を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an outer rotary shaft 59 of the combined rotary electric machine 51.

【図7】複合回転電機51の側面断面図と複合回転電機
51を制御するための制御装置61を示すブロック図で
ある。
7 is a side cross-sectional view of the combined rotary electric machine 51 and a block diagram showing a control device 61 for controlling the combined rotary electric machine 51. FIG.

【図8】SW1の設定状態と外側ロータ55の各外側界
磁巻線に加えられる電圧の極性との関係を示す図であ
る。
8 is a diagram showing the relationship between the setting state of SW1 and the polarity of the voltage applied to each outer field winding of the outer rotor 55. FIG.

【図9】本発明の第3の実施の形態に係る複合回転電機
71の構成を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a composite rotary electric machine 71 according to a third embodiment of the present invention.

【図10】複合回転電機71の回転軸方向の断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a combined rotary electric machine 71 in a rotation axis direction.

【図11】複合回転電機71の側面断面図と複合回転電
機71を制御するための制御装置83を示すブロック図
である。
11 is a side cross-sectional view of the combined rotary electric machine 71 and a block diagram showing a control device 83 for controlling the combined rotary electric machine 71. FIG.

【図12】本発明の第4の実施の形態に係る複合回転電
機91の構成を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a combined rotary electric machine 91 according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】複合回転電機91の側面断面図と複合回転電
機91を制御するための制御装置107を示すブロック
図である。
13 is a side cross-sectional view of the combined rotary electric machine 91 and a block diagram showing a control device 107 for controlling the combined rotary electric machine 91. FIG.

【図14】従来の複合回転電機の回転軸方向の断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional combined rotary electric machine in a rotation axis direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51,71,91 複合回転電機 3 ステータ 5,55,75,77 外側ロータ 7,57,73 内側ロータ 15 内側回転軸 17 外側回転軸 21 外側ロータ位置センサ 23 内側ロータ位置センサ 24,61,83,107 制御装置 25,109,111 ステータ制御部 27 多相インバータ 29 バッテリ 31 電流センサ 33 内側ロータ制御部 35 昇降圧チョッパ 39 外側ロータ制御部 91a,91b 回転電機 97,105 ロータ位置センサ Li1,Li2 内側界磁巻線 Lo1〜Lo4 外側界磁巻線 SL1,SL2,SL3,SL4 スリップリング1, 51, 71, 91 compound rotating electric machine 3 stator 5, 55, 75, 77 outer rotor 7, 57, 73 inner rotor 15 inner rotating shaft 17 outer rotating shaft 21 outer rotor position sensor 23 inner rotor position sensor 24, 61, 83,107 Control device 25,109,111 Stator control part 27 Multi-phase inverter 29 Battery 31 Current sensor 33 Inner rotor control part 35 Buck-boost chopper 39 Outer rotor control part 91a, 91b Rotating electric machine 97,105 Rotor position sensor Li1, Li2 Inner field winding Lo1 to Lo4 Outer field winding SL1, SL2, SL3, SL4 Slip ring

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ステータの内周及び外周に設けられ異な
る回転軸に接続された2つのロータからなる三重構造を
備え、前記ステータに、前記2つのロータに対して別々
の回転磁場を発生させる共通のコイルを形成し、前記共
通のコイルに、前記ロータの数と同数の回転磁場が発生
するように、各ロータに対応する電流を加え合わせた
合電流を流すようにした複合回転電機において、前記2つのロータのうちの少なくとも一方は、少なくと
も1対以上の界磁巻線が等分に配列されており、且つ、
リラクタンストルクによるトルク変動を低減するよう
に、前記界磁巻線に流す電流値を制御 することを特徴と
する複合回転電機。
1. A triple structure comprising two rotors provided on an inner circumference and an outer circumference of a stator and connected to different rotating shafts, wherein the stator is separately provided for the two rotors.
A common coil form for the generating a rotating magnetic field, said co
In the compound rotating electric machine, in which a combined current obtained by adding currents corresponding to the respective rotors is caused to flow in the common coil so that the same number of rotating magnetic fields as the number of the rotors are generated , At least one of the rotors should be at least
Also, one or more pairs of field windings are evenly arranged, and
To reduce torque fluctuation due to reluctance torque
In addition, a composite rotating electric machine is characterized in that the value of current flowing through the field winding is controlled .
【請求項2】 前記界磁巻線は、前記ロータの回転軸に
設けられたスリップリングに接続されることを特徴とす
る請求項1記載の複合回転電機。
2. The composite rotating electric machine according to claim 1, wherein the field winding is connected to a slip ring provided on a rotation shaft of the rotor.
【請求項3】 前記界磁巻線は、前記ロータ上で発生す
る極対数の組み合わせを変更可能であることを特徴とす
る請求項1記載の複合回転電機。
3. The composite rotating electric machine according to claim 1, wherein the field winding is capable of changing a combination of the number of pole pairs generated on the rotor.
【請求項4】 ステータの内周及び外周に設けられ異な
る回転軸に接続された内側ロータと外側ロータからなる
三重構造を備え、前記ステータに、前記2つのロータに
対して別々の回転磁場を発生させる共通のコイルを形成
、前記共通のコイルに、前記内側ロータと外側ロータ
の数と同数の回転磁場が発生するように、各ロータに対
応する電流を加え合わせた複合電流を流すようにした複
合回転電機において、 前記外側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形状を
なす磁性体からなり、 外側ロータの両端部に1対の界磁巻線を設け、且つ、リ
ラクタンストルクによるトルク変動を低減するように、
前記1対の界磁巻線に流す電流値を制御することを特徴
とする複合回転電機。
4. A triple structure comprising an inner rotor and an outer rotor provided on the inner and outer circumferences of the stator and connected to different rotating shafts, wherein the stator has the two rotors.
Form a common coil for generating different rotating magnetic field for the common coil, so as many rotating magnetic field of the inner rotor and the outer rotor occurs, pairs each rotor
In the combined rotating electric machine configured to allow a combined current to flow, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and a pair of fields is provided at both ends of the outer rotor. Provide a magnetic winding and
In order to reduce torque fluctuation due to lacance torque,
A composite rotating electric machine characterized by controlling a value of a current flowing through the pair of field windings .
【請求項5】 ステータの外周に設けられ回転軸に接続
された外側ロータを有する2つの回転電機をそれぞれ独
立して回転可能に縦列接続し、前記ステータに、2つの
外側ロータに対して別々の回転磁場を発生させる共通の
コイルを形成し、前記共通のコイルに、前記外側ロータ
の数と同数の回転磁場が発生するように、各外側ロータ
に対応する電流を加え合わせた複合電流を流すようにし
た複合回転電機において、 前記外側ロータは、回転軸方向に対してクロー型形状を
なす磁性体からなり、 縦列接続された外側ロータの外周の両端部に1対の界磁
巻線を設け、且つ、リラクタンストルクによるトルク変
動を低減するように、前記1対の界磁巻線に流す電流値
を制御することを特徴とする複合回転電機。
5. Two rotating electric machines each having an outer rotor provided on the outer periphery of the stator and having an outer rotor connected to a rotating shaft are rotatably and independently tandem-connected , and two stators are connected to the stator.
A common coil that generates different rotating magnetic fields is formed on the outer rotors, and each outer rotor is formed so that the same number of rotating magnetic fields as the outer rotors are generated in the common coil.
In the combined rotating electrical machine configured to flow a combined current corresponding to the above, the outer rotor is made of a magnetic material having a claw shape with respect to the rotation axis direction, and the outer rotors of the outer rotors are connected in cascade. A pair of field windings is provided at both ends , and the torque change due to reluctance torque
Value of the current flowing through the pair of field windings so as to reduce movement.
A composite rotating electric machine characterized by controlling
【請求項6】 前記界磁巻線に直流電力を供給する直流
電源を有することを特徴とする請求項4または5いずれ
か1項に記載の複合回転電機。
6. The composite rotary electric machine according to any one of claims 4 or 5, characterized in that it has a DC power source for supplying DC power to the field winding.
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