JP4501683B2 - Permanent magnet rotating electrical machine, on-vehicle electric actuator device electric system using the same, and electric power steering device electric system - Google Patents
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Description
本発明は、永久磁石回転電機及びそれを用いた車載電動アクチュエータ装置用電機システム並びに電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a permanent magnet rotating electric machine, an on-vehicle electric actuator device electric system using the same, and an electric power steering device.
燃費低減,操作性向上から、自動車の電動化が進められている。常時、駆動エネルギーを消費する従来の油圧方式よりも、必要なときのみ駆動エネルギーを消費する電動システムの採用の方向にある。空気量を制御するスロットルアクチュエータ,ブレーキ装置,パワーステアリング装置,自動変速装置等が代表的なものである。ここで使用される回転電機としては従来、直流機が主に使用されていたが、小型化の観点から集中巻永久磁石回転電機が使用されようとしている。 Cars are being electrified in order to reduce fuel consumption and improve operability. Compared to the conventional hydraulic system that always consumes drive energy, there is a tendency to adopt an electric system that consumes drive energy only when necessary. Typical examples include a throttle actuator, a brake device, a power steering device, an automatic transmission device, and the like that control the amount of air. Conventionally, a direct current machine has been mainly used as the rotating electrical machine used here, but concentrated winding permanent magnet rotating electrical machines are being used from the viewpoint of miniaturization.
この種の集中巻永久磁石回転電機においては、搭載スペーサの観点から小型軽量であること、高負荷での運転時間の確保のために高効率であること、操作性向上のためにコギングトルクの小さいことなどが要求される。これに対して、集中巻永久磁石回転電機の構造選択としては集中巻,分割鉄心の採用,永久磁石の極数と突極磁極数の適切な選択等によって実現できる。この種の永久磁石回転電機の背景技術としては、例えば特許文献1,2に開示されたものが知られている。
In this type of concentrated winding permanent magnet rotating electrical machine, it is small and lightweight from the viewpoint of mounting spacers, high efficiency to ensure operating time at high load, and low cogging torque to improve operability Is required. On the other hand, the structure selection of the concentrated winding permanent magnet rotating electric machine can be realized by concentrated winding, the use of a split core, or the appropriate selection of the number of permanent magnet poles and the number of salient poles. As background art of this type of permanent magnet rotating electric machine, for example, those disclosed in
これらの特許文献には、集中巻によりエンドコイル長が短縮でき、かつ永久磁石の極数と突極磁極数を適切に選択することにより、コギングトルクおよび、磁石渦電流の低減をさせ、操作性をよくできること、さらには分割磁極を用いることによって占積率を向上した永久磁石回転電機にすることができることが開示されている。 In these patent documents, the end coil length can be shortened by concentrated winding, and the cogging torque and magnet eddy current can be reduced by appropriately selecting the number of poles and salient poles of the permanent magnet. It is disclosed that a permanent magnet rotating electrical machine with improved space factor can be obtained by using divided magnetic poles.
以上の方式により、ある程度の小型軽量化,高効率化、またコギングトルクの小さい集中巻永久磁石回転電機を実現できるが、特に固定鉄心を分割することで新に脈動トルクが発生する。車載電動アクチュエータ装置の中でも特に電動パワーステアリング装置では手動による運転のために、微少のトルク脈動を感知し、操作性が悪くなってしまう。このトルク脈動はレベルが非常に小さいこと、また製作精度を向上することによって小さく出来るが、構成部品の各寸法の精度を向上させる必要がある。このため、生産性が損なわれるという課題があった。 With the above method, it is possible to realize a concentrated winding permanent magnet rotating electric machine with a certain size and weight reduction, high efficiency, and small cogging torque, but new pulsation torque is generated especially by dividing the fixed core. Among the on-vehicle electric actuator devices, particularly, the electric power steering device senses a slight torque pulsation due to manual operation, resulting in poor operability. This torque pulsation can be reduced by having a very small level and improving the manufacturing accuracy, but it is necessary to improve the accuracy of each dimension of the component parts. For this reason, there existed a subject that productivity was impaired.
本発明は、製作誤差に起因して生じるトルク脈動の低減が可能な永久磁石回転電機を提供する。 The present invention provides a permanent magnet rotating electrical machine capable of reducing torque pulsation caused by manufacturing errors.
本発明の代表的な特徴は、固定子又は回転子に、突極磁極又は回転磁極の数よりも低い次数のものであって、固定子又は回転子の磁気的なアンバランスを補正するための補正手段を設けたことにある。 A typical feature of the present invention is that the stator or rotor has an order lower than the number of salient poles or rotating magnetic poles, and corrects magnetic imbalance of the stator or rotor. The correction means is provided.
また、本発明は、上記永久磁石回転電機を備えた車載電動アクチュエータ装置用電機システムを提供する。 The present invention also provides an on-vehicle electric actuator device electrical system including the permanent magnet rotating electrical machine.
さらに、本発明は、上記永久磁石回転電機を備えた電動パワーステアリング装置用電機システムを提供する。 Furthermore, the present invention provides an electric machine system for an electric power steering apparatus provided with the permanent magnet rotating electric machine.
本発明によれば、製作誤差に起因して生じるトルク脈動の低減が可能になるので、構成部品の各寸法の精度向上によって永久磁石回転電機の生産性が損なわれることがない。従って、本発明によれば、小型軽量で高効率かつ操作性に優れた永久磁石回転電機を安価に提供できる。 According to the present invention, torque pulsation caused by manufacturing errors can be reduced, so that the productivity of the permanent magnet rotating electrical machine is not impaired by improving the accuracy of each dimension of the component parts. Therefore, according to the present invention, a permanent magnet rotating electrical machine that is small, light, highly efficient and excellent in operability can be provided at low cost.
また、本発明によれば、上記永久磁石回転電機を備えた車載電動アクチュエータ装置用電機システムを提供できる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide an on-vehicle electric actuator device electrical system including the permanent magnet rotating electrical machine.
さらに、本発明によれば、上記永久磁石回転電機を備えた電動パワーステアリング装置用電機システムを提供できる。 Furthermore, according to the present invention, an electric system for an electric power steering apparatus provided with the permanent magnet rotating electric machine can be provided.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の永久磁石回転電機は、車載電動アクチュエータ装置用電機システムに適用される電動機として好適なものである。以下の説明では、車載電動アクチュエータ装置として電動パワーステアリング装置を例に挙げて説明する。 The permanent magnet rotating electrical machine of the present invention is suitable as an electric motor applied to an on-vehicle electric actuator device electrical system. In the following description, an electric power steering device will be described as an example of the on-vehicle electric actuator device.
まず、図6を用いて、本実施例の電動パワーステアリング装置の概略構成について説明する。 First, the schematic configuration of the electric power steering apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図6は、本実施例の電動パワーステアリング装置のシステム構成を示す。 FIG. 6 shows a system configuration of the electric power steering apparatus of the present embodiment.
本実施例の電動パワーステアリング装置(以下、「EPS」という)100は、ステアリングシャフト(コラム)の近傍に永久磁石回転電機1を設け、ステアリングシャフトをアシストするコラム式EPSである。
An electric power steering apparatus (hereinafter referred to as “EPS”) 100 of the present embodiment is a column type EPS that assists the steering shaft by providing the permanent magnet rotating
尚、EPSとしては、ラックアンドピニオンギヤの近傍にモータを設けてピニオンギヤをアシストするピニオン式EPS、ラックアンドピニオンギヤの近傍にモータ設けてラックをアシストするラッククロス式EPSなどがある。本実施例の永久磁石回転電機1はそれらのEPSにも適用可能である。
The EPS includes a pinion type EPS that assists the pinion gear by providing a motor in the vicinity of the rack and pinion gear, and a rack cross type EPS that assists the rack by providing a motor in the vicinity of the rack and pinion gear. The permanent magnet rotating
運転者がステアリングホイール(ハンドル)101を回転させると、その主操舵力(回転力)は、ステアリングシャフト102を介してラックアンドピニオンギヤ107に伝達される。また、ステアリングシャフト102には、永久磁石回転電機1から出力された補助操舵力(回転力)が減速機104を介して伝達される。
When the driver rotates the steering wheel (handle) 101, the main steering force (rotational force) is transmitted to the rack and
ラックアンドピニオンギヤ107は、入力された主操舵力(回転力)と補助操舵力(回転力)とを直線の往復力に変換して左右のタイロッドに伝達する機構であり、ラックギヤが形成されたラックシャフト(いずれも図示省略)と、ピニオンギヤが形成されたピニオンシャフト(いずれも図示省略)から構成されている。ラックギヤとピニオンギヤは動力変換部(図示省略)において噛み合っており、ここで、回転力が直線の往復力に変換される。
The rack and
ラックアンドピニオンギヤ107において直線の往復力に変換された操舵力は、ラックシャフトに連結された左右のタイロッドに伝達され、左右のタイロッドら左右の車輪に伝達される。これにより、左右の車輪は舵取りされる。
The steering force converted into the linear reciprocating force in the rack and
ステアリングシャフト102にはトルクセンサ103が設けられている。トルクセンサ103は、ステアリングホイール101に与えられた操舵力(回転トルク)を検出するためのものである。
A
永久磁石回転電機1は制御装置105によって制御されている。永久磁石回転電機1と制御装置105はEPSのアクチュエータ(電機システム)を構成している。EPSは車載用のバッテリ106を電源としている。制御装置105はインバータ装置であり、トルクセンサ103の出力に基づいて、永久磁石回転電機1の出力トルクが目標トルクとなるように、バッテリ106から供給された直流電力を多相の交流電力に変換し、永久磁石回転電機1に供給している。
The permanent magnet rotating
本実施例では、コギングトルクが小さく、小型軽量,高効率の集中巻式の永久磁石回転電機1をEPSに用いているので、操作性のよい、コンパクトなEPSを提供できる。
In the present embodiment, since the cogging torque is small, the light weight and the high efficiency concentrated winding type permanent magnet rotating
次に、図5を用いて、本実施例のEPSに用いられる電動アクチュエータ(電機システム)の電気的な接続関係について説明する。 Next, the electrical connection relationship of the electric actuator (electrical system) used in the EPS of this embodiment will be described with reference to FIG.
図5は、本実施例のEPSに用いられる電動アクチュエータ(電機システム)の電気的な回路構成を示す。 FIG. 5 shows an electrical circuit configuration of an electric actuator (electrical system) used in the EPS of this embodiment.
制御装置105は、インバータ主回路(変換回路)を構成するパワーモジュール16と、パワーモジュール16のパワー半導体スイッチング素子のオン・オフ動作(スイッチング動作)を制御する制御モジュール22とを備えている。パワーモジュール16のインバータ主回路は、6つのパワー半導体スイッチング素子をブリッジ接続して構成した3相ブリッジ回路から構成されている。パワーモジュール16のインバータ主回路の入力側(直流側)にはバッテリ106が、出力側(交流側)には永久磁石回転電機1の電機子巻線5がそれぞれ電気的に接続されている。パワーモジュール16の6つのパワー半導体スイッチング素子のそれぞれのスイッチングを制御モジュール22で制御することにより、バッテリ106から出力された直流電力は、パワーモジュール16のインバータ主回路において3相交流電力に変換され、永久磁石回転電機1の電機子巻線5に供給される。
The
制御モジュール22は、パワー半導体スイッチング素子のオン・オフ動作(スイッチング動作)を制御するための制御信号を生成し、その制御信号をパワーモジュール16のドライバ回路(図示省略)に出力する制御部を構成している。制御モジュール16には、入力パラメータとして、トルクセンサ103によって検出されたステアリングホイール101のトルク検出値Tf,エンコーダEによって検出され、F/V変換器18によって変換された回転子3の回転速度検出値ωf及びレゾルバPSによって検出された回転子3の磁極位置検出値θmが入力される。
The control module 22 generates a control signal for controlling the on / off operation (switching operation) of the power semiconductor switching element, and configures a control unit that outputs the control signal to a driver circuit (not shown) of the
トルク検出値Tfはトルク指令値Tsと共にトルク制御回路17に入力される。トルク制御回路17は、トルク検出値Tfとトルク指令値Tsに基づいてトルク目標値Teを算出し、この算出されたトルク目標値Teの比例積分などによって電流指令値Is及び回転角θ1を出力する。回転角θ1は、エンコーダEから出力された位置情報θと共に位相シフト回路23に入力される。位相シフト回路23は、回転子3の位置情報θを、回転角
θ1の指令に応じて位相シフトし、回転角θaとして出力する。回転角θaは磁極位置検出値θmと共に正弦波・余弦波発生回路19に入力される。正弦波・余弦波発生回路19は、回転角θa及び磁極位置検出値θmに基づいて電機子巻線5の各相巻線(ここでは3相)の誘起電圧を位相シフトした正弦波基本波形(駆動電流波形)値Iavを発生して出力する。尚、上記位相シフト量は零の場合でもよい。
The torque detection value Tf is input to the
正弦波基本波形(駆動電流波形)値Iavは電流指令値Isと共に2相−3相変換回路20に入力される。2相−3相変換回路20は、正弦波基本波形(駆動電流波形)値Iav及び電流指令Isに基づいて、各相に対応した電流指令Isa,Isb,Iscを出力する。制御モジュール22は各相個別に電流制御系21A,21B,21Cを備えている。各相の電流制御系21A,21B,21Cには、対応する相の電流指令Isa,Isb,Iscと、対応する相の電流検出値Ifa,Ifb,Ifcが入力される。電流検出値
Ifa,Ifb,Ifcは電流検出器CTによって検出されたものであり、パワーモジュール16の変換回路から各相の電機子巻線5に供給された相電流である。各相の電流制御系21A,21B,21Cは、対応する相の電流指令Isa,Isb,Iscと、対応する相の電流検出値Ifa,Ifb,Ifcに基づいて、対応する相のパワー半導体スイッチング素子のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力する。各相の制御信号は、パワーモジュール16の対応する相のドライバ回路(図示省略)に入力される。
The sine wave basic waveform (drive current waveform) value Iav is input to the two-phase / three-
パワーモジュール16の各相のドライバ回路(図示省略)は、対応する相の制御信号に基づいて、対応する相のパワー半導体スイッチング素子のスイッチング動作させるための駆動信号を出力する。各相の駆動信号は、対応する相のパワー半導体スイッチング素子に入力される。パワー半導体スイッチング素子がスイッチング動作すると、電機子巻線5には、バッテリ106から供給された直流電力が交流電力に変換されて供給される。永久磁石回転電機1は回転子3の回転位置に応じた回転磁界を発生し、回転子3が回転する。
A driver circuit (not shown) of each phase of the
電機子巻線5に供給される各相電流の合成電流は、界磁磁束に直角或いは位相シフトした位置(各相電流の合成の起磁力を永久磁石より90度以上進ませる制御を弱め界磁制御という)に常に形成される。これにより、無整流子で、かつ直流機と同等の特性を得ることができる。 The combined current of each phase current supplied to the armature winding 5 is a position that is orthogonal or phase-shifted to the field magnetic flux (the control that advances the combined magnetomotive force of each phase current by 90 degrees or more from the permanent magnet is referred to as field weakening control). ) Always formed. Thereby, it is a commutator-less and can obtain the characteristic equivalent to a DC machine.
制御装置105によって電機子巻線5に流す電流の作る電機子起磁力の合成ベクトルを永久磁石の中心より90度の位置に作ることによって最大トルクを発生し、また、位相を必要に応じてシフトすることによって、高速まで回転を可能にできる。
A maximum torque is generated by creating a combined vector of armature magnetomotive force generated by the current flowing through the armature winding 5 by the
このような制御により、3相の正弦波誘起電圧と3相の正弦波電流とが作る出力(トルク)は回転によらず、脈動のない一定の出力を得ることができる。 By such control, the output (torque) generated by the three-phase sine wave induced voltage and the three-phase sine wave current can be obtained without a pulsation regardless of the rotation.
次に、図1乃至図4を用いて、本実施例のEPSに用いられる永久磁石回転電機につて詳細に説明する。 Next, the permanent magnet rotating electrical machine used in the EPS of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
図1,図2は、本実施例のEPSに用いられる永久磁石回転電機の全体構成を示す。 1 and 2 show the overall configuration of a permanent magnet rotating electric machine used in the EPS of this embodiment.
本実施例の永久磁石回転電機1は、車載バッテリ(例えば出力電圧12V)を電源とするものであり、ステアリングシャフトの近傍に配置される。従って、取り付け位置の制限から小型化が必要であると共に、ステアリングをパワーアシストすることから大トルク
(例えば、4.Nm)の出力が必要である。
The permanent magnet rotating
永久磁石回転電機1は、固定子2と、この固定子2の内側に回転可能に支持された回転子3とを備えた、表面磁石型の同期電動機である。永久磁石回転電機1は、14ボルト系電源(出力電圧が12ボルトのバッテリ)から供給される電力で駆動される。尚、車載電源としては、24ボルト系電源若しくは42ボルト系電源(バッテリの出力電圧36ボルト)又は48ボルト系電源があり、自動車の種類によって、永久磁石回転電機1の駆動電源電圧が変わる。本実施例のEPSは、上記いずれの電源にも対応可能である。
The permanent magnet rotating
固定子2は、珪素鋼板を積層した磁性体で形成された固定子鉄心4と、固定子鉄心4のスロット内に保持された電機子巻線5とを備えている。固定子鉄心4は、円環状の固定子ヨーク41と、この固定子ヨーク41とは分離して作られ、その後、固定子ヨーク41に機械的に固定された複数の突極磁極鉄心42とから構成される。複数の突極磁極鉄心42には、それぞれ、電機子巻線5が巻回されている。電機子巻線5は分布巻あるいは集中巻の方式で巻かれている。
The
電機子巻線5を分布巻とすると弱め界磁制御に優れ、また、リラクタンストルクの発生にも優れる。永久磁石回転電機1としては、モータの小型化や巻線抵抗の低減がたいへん重要である。電機子巻線5を集中巻とすることにより、電機子巻線5のコイルエンド長を短くできる。これにより、永久磁石回転電機1の回転軸方向の長さを短くすることができる。また、電機子巻線5のコイルエンドの長さを短くできるので、電機子巻線5の抵抗を小さくでき、モータの温度上昇を抑えることができる。また、コイル抵抗を小さくできることから、モータの銅損を小さくできる。したがって、モータへの入力エネルギーの内、銅損によって消費される割合を小さくでき、入力エネルギーに対する出力トルクの効率を向上することができる。
When the armature winding 5 is a distributed winding, the field weakening control is excellent, and the generation of reluctance torque is also excellent. As the permanent magnet rotating
また、永久磁石回転電機1はステアリングシャフト(コラム)の近傍に置かれる場合、ラックアンドピニオンの近傍に置かれる場合などがあるが、何れも小型化が要求される。また、小型化された構造で電機子巻線を固定することが必要であり、巻線作業が容易なことも重要である。分布巻に比べ集中巻は巻線作業,巻線の固定作業が容易である。
The permanent magnet rotating
電機子巻線5は、U相,V相,W相の3相から構成され、それぞれ複数の単位コイルから構成される。複数の単位コイルは、コイルエンド部において3相の各相毎に、板状導体から形成された結線リング11によって結線されている。 The armature winding 5 is composed of three phases of U phase, V phase, and W phase, each composed of a plurality of unit coils. The plurality of unit coils are connected by a connection ring 11 formed of a plate-like conductor for each of the three phases in the coil end portion.
永久磁石回転電機1は大きなトルクが要求される。例えば車の走行停止状態、あるいは走行停止に近い運転状態でステアリングホイール(ハンドル)が速く回転されると操舵車輪と地面との間の摩擦抵抗のため、上記モータには大きなトルクが要求される。このときには大電流がステータコイルに供給される。この電流は条件により異なるが100アンペア以上の電流が流れる。このような大電流を安全に供給でき、また上記電流による発熱を低減するために、板状導体から形成された結線リング11を用いることはたいへん重要である。上記結線リング11を介して電機子巻線5に電流を供給することにより接続抵抗を小さくでき、銅損による電圧降下を押えることができる。このことにより、大電流の供給が容易になる。また、インバータの素子の動作に伴う電流の立ち上がり時定数が小さくなる効果がある。
The permanent magnet rotating
回転子3は、珪素鋼板を積層した磁性体からなる回転子鉄心7と、この回転子鉄心7の表面に接着剤によって固定された複数の永久磁石である永久磁石片6を備えている。永久磁石片6は、希土類磁石であり、例えば、ネオジウムからなる。回転子鉄心7は、シャフト8に固定されている。尚、永久磁石片6の飛散を防止するために、永久磁石片6の外周側(固定子側)の全周を覆うように、マグネットカバーを設けたり、テープを巻きつけたりしても良い。
The
固定子鉄心4は、軸方向両側からカップ状のブラケット9によって挟み込まれるようにして支持固定されている。ブラケット9には軸受10が設けられている。軸受10はシャフト8を回転可能に軸支している。シャフト8上には、回転子3の位置を検出するためのレゾルバPSと、エンコーダEが設けられている。
The
結線リング11によって接続されたU相,V相,W相の各相には、パワーケーブルを介して、外部のバッテリから電力が供給される。 Power is supplied from an external battery to the U-phase, V-phase, and W-phase connected by the connection ring 11 via a power cable.
固定子2及び回転子3の構成をさらに具体的に説明する。
The configurations of the
固定子鉄心4は、円環状の固定子ヨーク41と、この固定子ヨーク41とは分離して構成された複数の突極磁極鉄心42とから構成される。固定子ヨーク41は、珪素鋼板などの磁性体の薄板をプレス成形により打ち抜き、それを積層した構成となっている。
The
本実施例では、突極磁極鉄心42は、それぞれ独立した12個の突極磁極鉄心42から構成されている。それぞれの突極磁極鉄心には、対応する相の電機子巻線5が集中巻で巻回されている。U相の電機子巻線5はU1+,U1−,U2+,U2−である。V相の電機子巻線5はV1+,V1−,V2+,V2−である。W相の電機子巻線5はW1+,
W1−,W2+,W2−である。尚、添字の1は電機子巻線番号を示す。+−は電機子巻線の巻線方向を示す。
In this embodiment, the salient pole
W1-, W2 +, W2-. The
ここで、電機子巻線5のU1+と、電機子巻線5のU1−とは、コイルを流れる電流の向きが逆方向となるように巻回されている。電機子巻線5のU2+と、電機子巻線5の
U2−とも、コイルを流れる電流の向きが逆方向となるように巻回されている。また、電機子巻線5のU1+と、電機子巻線5のU2+とは、コイルを流れる電流の向きが同一方向となるように巻回されている。電機子巻線5のU1−と、電機子巻線5のU2−とも、コイルを流れる電流の向きが同一方向となるように巻回されている。他相の電機子巻線5についてもU相の場合と同様である。
Here, U1 + of the armature winding 5 and U1- of the armature winding 5 are wound such that the direction of the current flowing through the coil is opposite. Both U2 + of the armature winding 5 and U2- of the armature winding 5 are wound so that the direction of the current flowing through the coil is opposite. Moreover, U1 + of the armature winding 5 and U2 + of the armature winding 5 are wound so that the directions of currents flowing through the coils are the same direction. Both U1- of the armature winding 5 and U2- of the armature winding 5 are wound so that the directions of the currents flowing through the coils are the same direction. The other-phase armature winding 5 is the same as in the U-phase.
本実施例の永久磁石回転電機1は1相に電機子巻線5のうち、例えばU相にはU1+,U1−,U2+,U2−、V相にはV1+,V1−,V2+,V2−、W相にはW1+,W1−,W2+,W2−で構成される電機子巻線5のうち永久磁石回転子に対する位相が少なくとも一つは異なる配置となる構成である点に特徴がある。図中、U相においては
U1+とU1−間では電気角で180+30、U1+とU2−の電機子巻線5間では電気角で30度の位相差を有し、U1+とU2−の電機子巻線5間では電気角で180度の位相差を有するものである。
In the permanent magnet rotating
ちなみに、本構成の実施例永久磁石回転電機では、コギングトルクの1回転あたりの脈動数は60、巻線係数0.933 で、例えば産業界で多く使用されている集中巻固定子で突極磁極数は12、永久磁石回転子の極数は8の永久磁石回転電機の場合のコギングトルクの1回転あたりの脈動は24、巻線係数0.866 となり、両者を比較すると、本実施例の永久磁石回転子電機ではコギングトルクの1回転あたりの脈動数は高く、巻線係数は高くすることができる。コギングトルクは同一条件では1回転あたりの脈動数に反して小さくなり、またトルクもほぼ巻線係数に応じて大きくなるので低コギングトルク,小型軽量,高効率の永久磁石回転電機である。このような構成により、自動車用のアクチュエータに例えば、電動パワーステアリングに好適な回転電機とすることができるものである。 Incidentally, in the permanent magnet rotating electrical machine of this embodiment of the present configuration, the number of pulsations per rotation of the cogging torque is 60 and the winding coefficient is 0.933. For example, a salient pole is a salient pole with a concentrated winding stator that is often used in the industry. The number of poles of the permanent magnet rotor is 12, and the pulsation per rotation of the cogging torque in the case of the permanent magnet rotating electric machine of 24 is 24 and the winding coefficient is 0.886. In the magnet rotor electric machine, the number of pulsations per rotation of the cogging torque is high, and the winding coefficient can be increased. The cogging torque is small against the number of pulsations per rotation under the same conditions, and the torque increases substantially according to the winding coefficient. Therefore, the cogging torque is a low cogging torque, small and light, and highly efficient permanent magnet rotating electric machine. With such a configuration, for example, a rotary electric machine suitable for an electric power steering can be used as an actuator for an automobile.
12個の突極磁極鉄心42及び電機子巻線5は、同様に製作されるため、ここでは、突極磁極鉄心42のU1+及び電機子巻線5のU1+を例にして、その組立工程について説明する。電機子巻線5のU1+は、突極磁極鉄心42のU1+に巻回した形状となるように、予め成形されている成形コイルである。この成形コイルとなっている電機子巻線5のU1+は、ボビンとともに成形されている。ボビンと成形された電機子巻線5のU1+の一体物を、突極磁極鉄心42のU1+の後端側からはめ込む。突極磁極鉄心42のU1+の先端部、すなわち回転子3と面する側は円周方向に拡大しているため、ボビンと電機子巻線5は、この拡大部においてストッパとなり、係止される。突極磁極鉄心42のU1+の後端側には、固定子ヨーク41の内周側に形成された凹部とハメアイ形状の凸部が形成されている。成形された電機子巻線5のU1+が巻回された突極磁極鉄心42のU1+の凸部を、固定子ヨーク41の凹部に圧入して、突極磁極鉄心42のU1+が固定子ヨーク41に固定される。他の突極磁極鉄心42と電機子巻線5においても同様である。
Since the twelve salient pole
U相の電機子巻線5のU1+,U1−と、U2+,U2−とは、固定子2の中心に対して、対称位置に配置されている。すなわち、電機子巻線5のU1+と電機子巻線5のU1−は隣接して配置され、電機子巻線5のU2+と電機子巻線5のU2−も隣接して配置されている。さらに、電機子巻線5のU1+,U1−と、電機子巻線5のU2+,U2−とは、固定子2の中心に対して、線対称に配置されている。すなわちシャフト8の中心線に対して、電機子巻線5のU1+と電機子巻線5のU2−とが線対称に配置され、電機子巻線5のU1−と電機子巻線5のU2+とが線対称に配置されている。他相の電機子巻線5についても同様に配置されている。
U1 +, U1- and U2 +, U2- of the U-phase armature winding 5 are arranged symmetrically with respect to the center of the
また、同相の隣接する電機子巻線5は1本の線で連続して巻回されている。すなわち電機子巻線5のU1+と電機子巻線5のU1−とは、1本の線を連続して巻回し、2つの巻回コイルを構成し、それぞれ、突極磁極鉄心42に挿入して、突極磁極鉄心42に巻回した構成となっている。電機子巻線5のU2+と電機子巻線5のU2−も、1本の線で連続して巻回されている。電機子巻線5のV1+と電機子巻線5のV1−,電機子巻線5の
V2+と電機子巻線5のV2−,電機子巻線5のW1+と電機子巻線5のW1−,電機子巻線5のW2+と電機子巻線5のW2−も、それぞれ、1本の線で連続して巻回されている。
The
このような線対称配置と、隣接する2つの同相のコイルを1本の線で巻回することにより、各相同士、また異相を結線リング11で結線する際に、結線リング11の構成を簡単にすることができる。 Such a line symmetrical arrangement and winding of two adjacent in-phase coils with one wire make it possible to simplify the configuration of the connection ring 11 when connecting each phase or different phases with the connection ring 11. Can be.
回転子3は、磁性体からなる回転子鉄心7と、この回転子鉄心7の表面に接着剤によって固定された10個の永久磁石片6(N1〜N5,S1〜S5)を備えている。回転子鉄心7は、シャフト8に固定されている。
The
永久磁石片6(N1〜N5)は、その表面側(ステータの突極磁極鉄心42と対向する側)をN極とすると、その裏面側(回転子鉄心7に接着される側)がS極となるように、半径方向に着磁されている。また、永久磁石片6(S1〜S5)は、その表面側(ステータの突極磁極鉄心42と対向する側)をS極とすると、その裏面側(回転子鉄心7に接着される側)がN極となるように、半径方向に着磁されているものもある。そして、隣接する永久磁石片6は、着磁された極性が周方向に交互になるように着磁されている。例えば、永久磁石片6のN1の表面側がN極に着磁されているとすると、隣接する永久磁石片6のS1,S5の表面側はS極に着磁されている。
The permanent magnet piece 6 (N1 to N5) has an N pole on the front surface side (side facing the salient pole
以上説明したように、本実施例の回転子3は、10個の永久磁石片6を備えており、
10極である。また、前述したように、突極磁極鉄心42は12個であり、隣接する突極磁極鉄心42の間に形成されるスロットの数は、12個である。すなわち、本実施例の永久磁石回転電機1は、10極12スロットの表面磁石型の同期電動機となっている。
As described above, the
10 poles. As described above, the number of salient pole
隣接する突極磁極鉄心42において、突極磁極鉄心42の先端(回転子3と面する側)の拡大部の間隔(例えば、突極磁極鉄心42のU1−と突極磁極鉄心42のW2−の先端の拡大部の間隔(最も周方向に近接する部位の周方向間隔))は1mmとしている。このように、突極磁極鉄心42の間隔を狭くすることにより、コギングトルクを低減することができる。しかも、モータに振動が加えられたとしても、間隔よりも電機子巻線5の線形が太いため、突極磁極鉄心42の間から、ロータ側に電機子巻線5が抜け落ちることを防止できる。隣接する突極磁極鉄心42の間隔は、例えば、電機子巻線5の線径以下の0.5
mm〜1.5mmが好適である。このように、本実施例では、隣接する突極磁極鉄心42の間隔を電機子巻線5の線径以下としている。
In the adjacent salient pole
mm to 1.5 mm are preferred. Thus, in this embodiment, the interval between the adjacent salient pole
本実施例の電機子巻線5は、U相,V相,W相を、デルタ(Δ)結線としている。また、各相は、それぞれ並列回路を構成している。すなわち、U相について見ると、電機子巻線5のU1+とU1−の直列回路に対して、電機子巻線5のU2+とU2−の直列回路を並列接続している。ここで、電機子巻線5のU1+とU1−とは、前述したように、1本の線を連続的に巻回してコイルを構成している。また、V相,W相についても、同様である。 In the armature winding 5 of this embodiment, the U phase, V phase, and W phase are delta (Δ) connections. Each phase constitutes a parallel circuit. In other words, in view of the U phase, the series circuit of U2 + and U2- of the armature winding 5 is connected in parallel to the series circuit of U1 + and U1- of the armature winding 5. Here, U1 + and U1- of the armature winding 5 constitute a coil by continuously winding one wire as described above. The same applies to the V phase and the W phase.
結線方法は、スター結線でも可能であるが、デルタ結線とすることにより、スター結線に比べて端子電圧を低くすることができる。例えば、U相の直並列回路の両端電圧をEとするとき、端子電圧はEであるが、スター結線では、√3Eとなる。端子電圧を低くできるため、コイルのターン数を大きくでき、線径の細い線を使用できる。また、並列回路とすることにより、4コイルが直列の場合に比べて、各コイルに流す電流を小さくできる点からも、線径の細い線を使用することができるので、占積率を高くすることができ、また、曲げやすく、製作性も良好となる。 Although the star connection can be used as the connection method, the terminal voltage can be lowered by using the delta connection as compared with the star connection. For example, when the voltage across the U-phase series-parallel circuit is E, the terminal voltage is E, but in the star connection, it is √3E. Since the terminal voltage can be lowered, the number of turns of the coil can be increased and a thin wire can be used. In addition, by using a parallel circuit, it is possible to use a wire with a small wire diameter from the viewpoint that the current flowing through each coil can be reduced compared to the case where four coils are connected in series, so that the space factor is increased. It is easy to bend and the manufacturability is good.
電機子巻線5のU1−,U2−,V1+,V2+は結線リング11によって電気的に接続されている。電機子巻線5のV1−,V2−,W1+,W2+も同様に結線リング11によって電気的に接続されている。電機子巻線5のU1+,U2+,W1−,W2−も同様に、結線リング11によって電気的に接続されている。以上のように結線すれば、3相デルタ結線とすることができる。 U1-, U2-, V1 +, V2 + of the armature winding 5 are electrically connected by a connection ring 11. Similarly, V1-, V2-, W1 +, W2 + of the armature winding 5 are also electrically connected by the connection ring 11. Similarly, U1 +, U2 +, W1-, W2- of the armature winding 5 are electrically connected by the connection ring 11. If it connects as mentioned above, it can be set as a three-phase delta connection.
永久磁石回転電機1は、回転子3の位置を検出するレゾルバPS,エンコーダEによって検出された回転子位置に応じて、電機子巻線5に3相の電流を加えることによって回転磁界を発生させる。この回転磁界と回転子3の永久磁石界磁の間に磁気的な吸引,反発力を発生させて連続的な回転力を発生させるものである。ここで、電流の位相を適切に選択することによって最大のトルクで運転することが可能である。
The permanent magnet rotating
固定子鉄心4を構成する固定子ヨーク41と突極磁極鉄心42とはそれぞれ図示のように個別に分割されている。更に固定子ヨーク41は必要に応じて周方向に複数に分割する構成でも可能である。このように分割鉄心を使用することによって電機子巻線5を整列に巻回でき、高占積率の巻線とすることで集中巻永久磁石回転電機を小型軽量化することができる。
The
固定子鉄心4を固定子ヨーク41と突極磁極鉄心42とで図示のように分割することによって、固定子巻線の占積率を上げ、小型軽量高効率のモータとすることができる。
By dividing the
しかし、その反面、突極磁極鉄心42と固定子ヨーク41間の隙間、あるいは突極磁極の長さの不均一等、製作誤差によって、固定子内径の芯円度は悪くなってコギングトルク,脈動トルクが発生する。このコギングトルク,脈動トルクは一般の脈動トルクと異なり、大きさや位相がモータ毎に異なるために予防が大変難しい。
However, on the other hand, due to manufacturing errors such as the gap between the salient pole
例えば、図1で示すように、U1+の電機子巻線5の巻回している突極磁極鉄心42の表面が図示のように、他の突極磁極鉄心42に飛び出すと、回転子3の1回転に永久磁石の極数10に相当するサイクルのコギングトルクが生じる。これは、前に説明した永久磁石の極数と突極磁極鉄心42の極数に起因する60サイクル/回転のコギングトルクに比して遥かに大きな値となる。車載アクチュエータ装置のうち特に電動パワーステアリング装置ではハンドルを介して運転者にその脈動が伝わってしまう。
For example, as shown in FIG. 1, when the surface of the salient pole
一方、回転子3はセグメント状の永久磁石片6の1個が例えばS3で示すように厚さが厚くなってしまった場合、1回転あたり、突極磁極鉄心42の数12に相当するコギングトルクが発生し、この値も60サイクル/回転のコギングトルクに比して遥かに大きな値となる。
On the other hand, when one of the segment-like
ここで、永久磁石回転電機に生じるコギングトルクについて説明する。図3は、永久磁石回転電機に生じるコギングトルクの波形を示す。(a)にコギングトルク波形を、(b)にその周波数分析結果を示す。 Here, the cogging torque generated in the permanent magnet rotating electric machine will be described. FIG. 3 shows a waveform of cogging torque generated in the permanent magnet rotating electric machine. (A) shows the cogging torque waveform, and (b) shows the frequency analysis result.
永久磁石回転電機1の永久磁石をセグメント構造にして、極毎に個別に張り合わせた場合にはその精度が確保できないことから、1回転あたり固定子突極磁極数12のサイクルを有するコギングトルクが生じる。一方、図示のように突極磁極鉄心42を固定子ヨーク41と別体で作る場合には固定子磁極の内径の芯円度によって永久磁石との間に1回転あたり永久磁石極数10に相当するサイクルを有するコギングトルクを発生する。
When the permanent magnet of the permanent magnet rotating
そこで、図1に示すように、例えば図3で示したコギングトルクと逆相のコギングトルクを発生する重みを持った固定子の磁気アンバランスを、例えば突極磁極鉄心42の
U2−の表面(回転子3との対向表面)に溝42aをコギングトルクの大きさを考慮して設けることにより、製作によって生じてしまうコギングトルクを後処理で補償することが可能である。
Therefore, as shown in FIG. 1, for example, the magnetic unbalance of the stator having a weight that generates a cogging torque opposite in phase to the cogging torque shown in FIG. By providing the
同じ原理を利用して永久磁石片6の貼り付けのアンバランスに起因する1回転あたり固定子突極磁極数12のコギングトルクも、永久磁石片6の磁極表面(固定子2との対向表面)に溝6aをコギングトルクの大きさを考慮に設けることにより、保証することが可能である。
Using the same principle, the cogging torque of the number of stator salient poles per rotation caused by imbalance in the attachment of the
このことは、回転体におけるバランス取り作業と同じであり、組み立て,加工に伴うアンバランスを部品ベースで徒に精度を上げて対処するのではなく、最終工程で調整させる方法である。 This is the same as the balancing operation in the rotating body, and is a method of adjusting the imbalance associated with assembly and processing in the final process rather than dealing with imbalances on a component basis.
本実施例では上記分割工法によって生じる磁気的アンバランスを、固定子2が組み上がった後に補正することによって、製作時の個別の精度を上げずに十分脈動トルクを小さくでき、それによって、安価な永久磁石回転電機1を提供できる。
In this embodiment, by correcting the magnetic imbalance caused by the above-described division method after the
この補正は、固定子2を組み上げた後に磁気的なアンバランス量を測定し、それに対応した磁気的な不平衡量を、例えば切削加工によって取り去ることができる。
In this correction, the magnetic unbalance amount is measured after the
溝42aは、突極磁極鉄心42を通る磁束を調節するための非磁性部(磁気的空隙)であり、突極磁極鉄心42の回転子3との対向表面の磁極中心を切削加工によって切り欠いて設けた切欠部である。
The
以上、固定子2について述べたが、回転子3の場合も同様に適用可能である。
Although the
回転子3の極数に応じたセグメント磁石の場合には、各永久磁石片6の張り合わせの位置のバラツキ及び永久磁石片6の厚さのバラツキによって永久磁石片6の磁気アンバランス量が異なってくる。この場合においても、回転子3が組み上がった後に、磁気的なアンバランス量を測定し、永久磁石片6の表面に切削加工を施すことによって、磁気的なアンバランスを補正することができる。
In the case of a segment magnet corresponding to the number of poles of the
溝6aは、永久磁石片6の磁束量を調節するための非磁性部(磁気的空隙)であり、永久磁石片6の固定子2との対向表面の磁性中心を切削加工によって切り欠いて設けた切欠部である。また、溝6aは、永久磁石片6の数よりも小さい数になる。
The groove 6a is a non-magnetic part (magnetic gap) for adjusting the amount of magnetic flux of the
この場合においては、磁石の接着精度を徒に上げずに製作することができ、安価に脈動トルクの小さい永久磁石回転電機を提供できる。 In this case, it can be manufactured without increasing the adhesion accuracy of the magnet, and a permanent magnet rotating electrical machine with a small pulsating torque can be provided at low cost.
図3には、本実施例の永久磁石回転電機1の1回転当たり10サイクル成分,12サイクル成分を完全に対策したコギングトルク波形を併記した。図3から明らかなように、磁気アンバランスを補正した本実施例の永久磁石回転電機1では、コギングトルクが大幅に低減している。
FIG. 3 also shows the cogging torque waveform in which the 10-cycle component and the 12-cycle component per rotation of the permanent magnet rotating
次に、図4を用いて、本実施例の磁気アンバランス補正について説明する。 Next, magnetic unbalance correction according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図4は、本実施例の磁気アンバランス補正装置を示す。 FIG. 4 shows the magnetic unbalance correction apparatus of this embodiment.
永久磁石回転電機1は駆動モータ12によって低速で一定回転で駆動される。13はトルク検出器であり、コギングトルクの測定値を出力する。更に回転の位置を検出するレゾルバPS,エンコーダEによりコギングトルクの大きさとともに、位相を出すことができる。14は磁気アンバランス量計算装置であり、永久磁石回転電機1からのコギングトルクの計測結果に基づいてそれを補正する突極磁性鉄心42表面の溝42aの位相と大きさ、あるいは永久磁石片6の表面の溝6aの位相と大きさを、固定子,回転子の形状,永久磁石の特性から算出し、磁気アンバランスの補正量を計算する装置である。コギングトルクの大きなモータにおいては、磁気アンバランスに該当する溝部6aを回転子3に付与することによって、コギングトルクを小さくすることができる。モータの全数を行うことによって、例えば、回転バランスを全数取るのと同じ方式でコギングトルク補正を行うことは可能で、これによって、コギングトルクの小さなモータを提供することができる。また、必要に応じて、コギングトルクの大きなモータのみ補正を行うことも可能である。
The permanent magnet rotating
以上本実施例では、固定子2と回転子3との間に空隙面に溝を設けて補正する方法を示したが、予め設けた溝などに磁性体を付着させることによっても可能であることはいうまでもない。また、空隙面及びその周囲に磁性体の変形による付加,除去あるいはその他の方法による磁性体の付加,除去によっても補正することが可能である。また、必要に応じては磁界計算を利用して、13のトルクセンサによって検出できたコギングトルクを0にする固定子磁気補正量,回転子磁気補正量を算出すると一層精度を上げることができる。
As described above, in the present embodiment, the method of correcting by providing a groove on the gap surface between the
尚、本実施例では、集中巻固定子で突極磁極数を12、回転子3の極数を10とした例、すなわち突極磁極数M,回転子の極数Pとの比をM:P=6n:6n±2(nは正の整数)とした永久磁石回転電機を用いて説明したが、これに限定されるものでなく、突極磁極数M,回転子3の極数Pとの比をM:P=3n:3n±1(nは正の整数)とした永久磁石回転電機にも適用可能である。例えば永久磁石の極数を8、固定子の突極磁極数を9とすることも可能である。
In this embodiment, the number of salient pole magnetic poles is 12 and the number of poles of the
また、突極磁極数を12、突極磁極数を8とした、いわゆる3:2の磁極の選択によっても、突極磁極表面の溝の付ける位置によって同様のコギングトルク補正を行うことができる。この場合には突極磁極表面の中心ではなく、コギングトルク低減できる突極磁極の特定の位置に適当の大きさの溝を配置することによってコギングトルク最小化することができる。 Similar cogging torque correction can also be performed by selecting the so-called 3: 2 magnetic poles where the number of salient poles is 12 and the number of salient poles is 8, depending on the position of the groove on the surface of the salient pole pole. In this case, the cogging torque can be minimized by disposing a groove of an appropriate size not at the center of the salient pole magnetic pole surface but at a specific position of the salient pole magnetic pole where the cogging torque can be reduced.
また、図1で示したU1+の電機子巻線5の巻かれた突極磁極鉄心42及び永久磁石片6のS3等による他の永久磁石片6及び突極磁極鉄心42との差異によってコギングトルクのみではなく、誘起電圧にも影響を与え、それぞれ脈動トルクを引き起こす要因ともなる。これに対して、本実施例の永久磁石片6のN1上の溝6a,突極磁極鉄心42の溝
42aはその脈動トルクを緩和する効果も備えている。
Further, the cogging torque due to the difference between the salient pole
次に、図7を用いて、永久磁石回転電機の他の例について説明する。 Next, another example of the permanent magnet rotating electric machine will be described with reference to FIG.
図7は、永久磁石の回転電機の他の例の構成を示す。 FIG. 7 shows a configuration of another example of a permanent magnet rotating electrical machine.
図1の例ではコギングトルクの補正に新に溝を設けた。これに対して図7の例では、予め、固定子3の突極磁極鉄心42の表面に溝42aを設けた。コギングトルクの大きい永久磁石回転電機においては、図4に示した測定装置によって、コギングトルクの大きさと位相を求め、そのコギングトルクに応じた突極磁極鉄心42の表面に溝42aに、その大きさに応じた補償鉄ピース42bを必要な軸方向長さだけ挿入することによってコギングトルクを最小にすることができる。
In the example of FIG. 1, a new groove is provided for correcting the cogging torque. On the other hand, in the example of FIG. 7, a
回転子3においても同様に、例えば珪素鋼板の中に永久磁石片6を配置する内部鉄心型の回転子3とし、永久磁石片6の外側(固定子側)にある回転子鉄心の固定子との対向表面であって、永久磁石片6の磁極中心と対応する部位に予め溝6aを設ける。また、図4に示した測定装置によって、求められたコギングトルクの大きさと位相に応じて、回転子鉄心7の表面の溝6aに補償鉄ピース6bを必要な軸方向長さだけ挿入することでコギングトルクを最小にすることができる。補償鉄ピース6bは固体で磁性文を含んだ樹脂とによって製作したものでも良い。本例では永久磁石N2,S2の表面に設けた例で示した。これによってコギングトルク十分小さくすることができる。
Similarly, in the
以上、本実施例では、電動パワーステアリング装置に本実施例の集中巻永久磁石回転電機を用いる場合について説明したが、特に自動車に使用される集中巻永久磁石回転電機のうち、特に減速機,集中巻永久磁石回転電機を用いて位置決めしようとする装置、例えば電動スロットル装置,自動変速機装置,電動ブレーキ装置等に本実施例の集中巻永久磁石回転電機を使用することによって、位置決め精度の向上によるシステム性能の向上,システムの小型軽量化等を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, the case where the concentrated winding permanent magnet rotating electric machine of the present embodiment is used for the electric power steering apparatus has been described. By using the concentrated winding permanent magnet rotating electrical machine of the present embodiment in a device to be positioned using the wound permanent magnet rotating electrical machine, such as an electric throttle device, an automatic transmission device, an electric brake device, etc., the positioning accuracy is improved. The system performance can be improved and the system can be reduced in size and weight.
1…永久磁石回転電機、2…固定子、3…回転子、4…固定子鉄心、5…電機子巻線、6…永久磁石片、6a,42a…溝、6b,42b…補償鉄ピース、7…回転子鉄心、
42…突極磁極鉄心、100…電動パワーステアリング、101…ステアリングホイール、102…ステアリングシャフト、103…トルクセンサ、104…減速機、105…制御装置、106…バッテリ、107…ラックアンドピニオンギヤ、108…車輪。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該固定子に空隙を介して対向配置された回転子と、を有し、
前記固定子は、
固定子鉄心と、
該固定子鉄心に組み込まれた固定子巻線と、を備えており、
前記固定子鉄心は、
分割された複数の鉄心片を結合することにより形成されたものであって、前記固定子の複数の突極磁極を形成しかつ前記回転子に対向する複数の磁極鉄心を備えており、
前記回転子は、永久磁石によって形成された複数の回転磁極を備えており、
前記固定子には、前記突極磁極の数よりも低い次数のものであって、前記固定子の磁気的なアンバランスを補正するための補正手段が設けられており、
前記補正手段は、
前記磁極鉄心の前記回転子との対向面に設けられたものであって、前記磁極鉄心を通る磁束を調節するための非磁性部を示す、永久磁石回転電機。 Stator and,
Anda rotor are oppositely arranged with an air gap to the stator,
The stator is
A stator core,
A stator winding embedded in stator core provided with a,
The stator core is
It is formed by joining a plurality of divided core pieces, and includes a plurality of magnetic pole cores that form a plurality of salient poles of the stator and face the rotor,
The rotor includes a plurality of rotating magnetic poles formed by permanent magnets,
The stator is of an order lower than the number of salient pole magnetic poles, and is provided with correction means for correcting a magnetic imbalance of the stator ,
The correction means includes
A permanent magnet rotating electrical machine provided on a surface of the magnetic pole core facing the rotor, and showing a nonmagnetic portion for adjusting a magnetic flux passing through the magnetic core .
該固定子に空隙を介して対向配置された回転子と、を有し、
前記固定子は、
固定子鉄心と、
該固定子鉄心に組み込まれた固定子巻線と、を備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
複数の回転磁極を形成する永久磁石と、を備えており、
前記永久磁石は、
前記複数の回転磁極を形成する複数の永久磁石片から構成されたものであって、前記複数の永久磁石片が、前記回転子鉄心に等間隔に配列されるように、前記回転子鉄心に設けられたものであり、
前記回転子には、
前記回転磁極の数よりも低い次数のものであって、前記回転子の磁気的なアンバランスを補正するための補正手段が設けられており、
前記補正手段は、
前記永久磁石片の前記固定子との対向面に設けられたものであって、前記永久磁石片の磁束を調節するための非磁性部を示す、永久磁石回転電機。 Stator and,
Anda rotor are oppositely arranged with an air gap to the stator,
The stator is
A stator core,
A stator winding embedded in stator core provided with a,
The rotor is
The rotor core,
A permanent magnet to form a plurality of rotating magnetic poles, has a,
The permanent magnet is
The rotor core is composed of a plurality of permanent magnet pieces forming the plurality of rotating magnetic poles, and the plurality of permanent magnet pieces are provided on the rotor core so as to be arranged at equal intervals on the rotor core. And
The rotor includes
A correction means for correcting a magnetic imbalance of the rotor, which is of an order lower than the number of the rotating magnetic poles ,
The correction means includes
A permanent magnet rotating electrical machine provided on a surface of the permanent magnet piece facing the stator and showing a nonmagnetic part for adjusting the magnetic flux of the permanent magnet piece .
該固定子に空隙を介して対向配置された回転子と、を有し、
前記固定子は、
固定子鉄心と、
該固定子鉄心に組み込まれた固定子巻線と、を備えており、
前記固定子鉄心は、
分割された複数の鉄心片を結合することにより形成されたものであって、
前記固定子の複数の突極磁極を形成しかつ前記回転子に対向する複数の磁極鉄心を備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
複数の回転磁極を形成する永久磁石と、を備えており、
前記永久磁石は、
前記複数の回転磁極を形成する複数の永久磁石片から構成されたものであって、前記複数の永久磁石片が、前記回転子鉄心に等間隔に配列されるように、前記回転子鉄心に設けられたものであり、
前記固定子及び前記回転子には、
前記突極磁極及び前記回転磁極の数よりも低い次数のものであって、前記固定子及び前記回転子の磁気的なアンバランスを補正するための補正手段が設けられており、
前記補正手段は、
前記磁極鉄心の前記回転子との対向面に設けられたものであって前記磁極鉄心を通る磁束を調節するための非磁性部、又は、前記永久磁石片の前記固定子との対向面に設けられたものであって前記永久磁石片の磁束を調節するための非磁性部、のうち少なくとも何れか一つを示す、永久磁石回転電機。 Stator and,
Anda rotor are oppositely arranged with an air gap to the stator,
The stator is
A stator core,
A stator winding embedded in stator core provided with a,
The stator core is
Formed by joining a plurality of divided core pieces,
A plurality of magnetic pole cores forming a plurality of salient poles of the stator and facing the rotor;
The rotor is
The rotor core,
A permanent magnet to form a plurality of rotating magnetic poles, has a,
The permanent magnet is
The rotor core is composed of a plurality of permanent magnet pieces forming the plurality of rotating magnetic poles, and the plurality of permanent magnet pieces are provided on the rotor core so as to be arranged at equal intervals on the rotor core. And
In the stator and the rotor,
A correction means for correcting a magnetic imbalance of the stator and the rotor, which is of an order lower than the number of the salient pole magnetic poles and the rotary magnetic poles ,
The correction means includes
Provided on the surface of the magnetic pole core facing the rotor and provided on the surface of the permanent magnet piece facing the stator, or a non-magnetic part for adjusting the magnetic flux passing through the magnetic core. A permanent magnet rotating electrical machine showing at least one of the non-magnetic parts for adjusting the magnetic flux of the permanent magnet piece .
前記磁極鉄心の前記回転子との対向面に形成されたものであって、前記磁極鉄心の一部分を切り欠いた切欠部を示す、請求項1又は3記載の永久磁石回転電機。 The correction means includes
Wherein A which has been formed on the opposing surfaces of the rotor magnetic pole iron core, wherein show a notch formed by cutting a portion of the magnetic pole cores, the permanent magnet rotating electric machine according to claim 1 or 3 wherein.
前記永久磁石片の前記固定子との対向面に形成されたものであって、前記永久磁石片の一部分を切り欠いた切欠部を示す、請求項2又は3記載の永久磁石回転電機。 The correction means includes
4. The permanent magnet rotating electrical machine according to claim 2 , wherein the permanent magnet rotating machine is formed on a surface of the permanent magnet piece facing the stator, and shows a cutout portion formed by cutting out a part of the permanent magnet piece.
前記固定子が組み上がった状態で測定されたコギングトルクの結果に基づいて設けられたものであり、前記測定されたコギングトルクとは逆相のコギングトルクを発生させるものを示す、請求項1又は3記載の永久磁石回転電機。 The correction means includes
Are those provided on the basis of the result of the cogging torque which the stator is measured by the assembled state, the indicating those to generate cogging torque in the reverse phase to the measured cogging torque claim 1 or 3. The permanent magnet rotating electric machine according to 3 .
前記回転子が組み上がった状態で測定されたコギングトルクの結果に基づいて設けられたものであり、前記測定されたコギングトルクとは逆相のコギングトルクを発生させるものを示す、請求項2又は3記載の永久磁石回転電機。 Wherein the correction means,
Are those provided on the basis of the rotor the assembled of measured cogging torque in a state that said indicating what generates the cogging torque in the reverse phase to the measured cogging torque, claim 2 or 3. The permanent magnet rotating electric machine according to 3 .
該電動機を制御する制御装置と、を備え、
前記電動機は、請求項1乃至7何れか一に記載の永久磁石回転電機であり、
前記制御装置は、車載電源から得られた直流電力を交流電力に変換して前記電動機に供給するインバータ装置である、車載電動アクチュエータ装置用電機システム。 A motor generating a driving force for driving the vehicle mechanism as a power source of the vehicle-mounted power supply,
And a control unit for controlling the electric motor, and
The electric motor is a permanent magnet rotating electrical machine according to any one claims 1 to 7,
The control device is an electrical system for an on- vehicle electric actuator device , which is an inverter device that converts DC power obtained from an on-vehicle power source into AC power and supplies the AC power to the motor.
該電動機を制御する制御装置と、を備え、
前記電動機は、請求項1乃至7何れか一に記載の永久磁石回転電機であり、
前記制御装置は、車載電源から得られた直流電力を交流電力に変換して前記電動機に供給するインバータ装置である、電動パワーステアリング装置用電機システム。 An electric motor for generating an auxiliary steering force to the steering device as a power source of vehicle power supply,
And a control unit for controlling the electric motor, and
The electric motor is a permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 1 to 7 ,
The control device is an electric system for an electric power steering device , which is an inverter device that converts DC power obtained from a vehicle-mounted power source into AC power and supplies the AC power to the motor.
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