JP5072734B2 - Permanent magnet type rotating electric machine and power steering device - Google Patents

Permanent magnet type rotating electric machine and power steering device Download PDF

Info

Publication number
JP5072734B2
JP5072734B2 JP2008166897A JP2008166897A JP5072734B2 JP 5072734 B2 JP5072734 B2 JP 5072734B2 JP 2008166897 A JP2008166897 A JP 2008166897A JP 2008166897 A JP2008166897 A JP 2008166897A JP 5072734 B2 JP5072734 B2 JP 5072734B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
magnet type
conductor
type rotating
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008166897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010011611A (en
Inventor
友輔 森田
正嗣 中野
寛治 新川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2008166897A priority Critical patent/JP5072734B2/en
Publication of JP2010011611A publication Critical patent/JP2010011611A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5072734B2 publication Critical patent/JP5072734B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、突極性を向上させた永久磁石型回転電機に関するものであり、例えば、車両用の電動パワーステアリング装置に適用されるブラシレスモータのような永久磁石型回転電機に関する。   The present invention relates to a permanent magnet type rotating electrical machine with improved saliency, for example, a permanent magnet type rotating electrical machine such as a brushless motor applied to an electric power steering device for a vehicle.

近年、永久磁石型回転電機(永久磁石型モータ)へのコスト低減、小型化が求められている。これらの要求を満たしたモータ駆動方法には、モータの角度検出装置を不要とするセンサレス駆動方式がある。センサレス駆動方式をモータの低速域、高速域の両方で行うには、モータの突極性が必要である。   In recent years, there has been a demand for cost reduction and miniaturization of permanent magnet type rotating electrical machines (permanent magnet type motors). As a motor driving method that satisfies these requirements, there is a sensorless driving method that does not require a motor angle detection device. To perform the sensorless driving method in both the low speed range and the high speed range of the motor, the saliency of the motor is required.

埋込磁石型のモータは、一般に、突極性が大きい。しかしながら、コギングトルクやトルクリップル等も大きいため、操舵性フィーリングが良好であることが要求される電動パワーステアリング装置等には適していない。このような理由で、一般に、突極性が小さいが、コギングトルクやトルクリップル等も小さいため、操舵性フィーリングが良好な表面磁石型等のモータにおいて、突極性を向上するような構造が求められている。   An embedded magnet type motor generally has a large saliency. However, since the cogging torque, torque ripple, and the like are large, it is not suitable for an electric power steering device or the like that is required to have good steering feeling. For this reason, in general, since the saliency is small, but the cogging torque, torque ripple, etc. are also small, a structure that improves the saliency is required in a surface magnet type motor having a good steering feeling. ing.

例えば、従来の永久磁石型回転電機では、角度検出のために、回転子の周囲に非磁性体層を、回転子のN極とS極とを区分する極間を中心として回転子の正、逆回転方向にそれぞれ電気角80〜100度の角度区間で形成している(例えば、特許文献1参照)。   For example, in a conventional permanent magnet type rotating electrical machine, for angle detection, a nonmagnetic material layer is disposed around the rotor, and the positive polarity of the rotor is centered around the pole separating the N and S poles of the rotor. In the reverse rotation direction, each is formed in an angle section with an electrical angle of 80 to 100 degrees (see, for example, Patent Document 1).

また、他の従来の永久磁石型回転電機では、角度検出のために、回転子に導電材または磁性材の筒状部材を外嵌固定している(例えば、特許文献2参照)。   In another conventional permanent magnet type rotating electrical machine, a cylindrical member made of a conductive material or a magnetic material is externally fixed to the rotor for angle detection (see, for example, Patent Document 2).

特開平9-56193号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-56193 特開2006-109663号公報JP 2006-109663 A

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
上述した従来技術である回転子の周囲に非磁性体層を回転子に形成する方法、あるいは回転子に導電材または磁性材の筒状部材を外嵌固定している方法では、回転子位置によるインピーダンスの変化が小さいという課題があった。
However, the prior art has the following problems.
In the conventional method of forming a non-magnetic layer around the rotor, or a method of fitting and fixing a cylindrical member of a conductive material or a magnetic material to the rotor, which depends on the position of the rotor. There was a problem that the change in impedance was small.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、インピーダンスの回転子位置依存性(突極性)を大きくし、センサレス駆動に適した永久磁石型回転電機を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to obtain a permanent magnet type rotating electrical machine suitable for sensorless driving by increasing the rotor position dependency (saliency) of impedance. And

本発明に係る永久磁石型回転電機は、電機子巻線と固定子鉄心を具備した固定子と、複数の永久磁石と回転子鉄心を具備した回転子とを備えた永久磁石型回転電機において、回転子の軸方向に延在し、回転軸の周方向に2箇所以上配置された第1導体と、第1導体間を電気的に接続する第2導体とを有し、複数の永久磁石の周囲を取り囲むように構成された単数ないし複数の導通回路をさらに備え、2箇所以上に配置された第1導体は、異なる抵抗値を有する2種類以上の導体で構成され、電機子巻線に流れる電流が発生する磁束の内、第1導体と第2導体に囲まれた空間に鎖交する磁束が変化することにより回転子の回転角度に応じて大きさの異なる誘導電流が流れ、回転子の回転角度に応じてインピーダンスが変化するものである。   A permanent magnet type rotating electrical machine according to the present invention is a permanent magnet type rotating electrical machine including a stator having an armature winding and a stator core, and a rotor having a plurality of permanent magnets and a rotor core. A first conductor that extends in the axial direction of the rotor and is disposed at two or more locations in the circumferential direction of the rotary shaft; and a second conductor that electrically connects the first conductors; One or more conductive circuits configured to surround the periphery are further provided, and the first conductors arranged at two or more locations are composed of two or more types of conductors having different resistance values, and flow through the armature winding. Of the magnetic flux generated by the current, the magnetic flux linked to the space surrounded by the first conductor and the second conductor changes, so that induced currents of different magnitudes flow according to the rotation angle of the rotor. The impedance changes according to the rotation angle.

本発明によれば、複数の永久磁石の周囲を取り囲むように、第1導体および第2導体から構成された単数ないし複数の導通回路を設けるとともに、2箇所以上に配置された第1導体が異なる抵抗値を有する2種類以上の導体で構成されることで、電機子巻線に流れる電流が発生する磁束の内、第1導体と第2導体に囲まれた空間に鎖交する磁束が変化することにより回転子の回転角度に応じて大きさの異なる誘導電流が流れ、回転子の回転角度に応じてインピーダンスが変化することとなり、この結果、インピーダンスの回転子位置依存性(突極性)を大きくし、センサレス駆動に適した永久磁石型回転電機を得ることができる。   According to the present invention, one or a plurality of conduction circuits composed of the first conductor and the second conductor are provided so as to surround the plurality of permanent magnets, and the first conductors arranged at two or more locations are different. By being composed of two or more types of conductors having a resistance value, among the magnetic fluxes generated by the current flowing through the armature winding, the magnetic flux interlinking with the space surrounded by the first conductor and the second conductor changes. As a result, induced currents of different magnitudes flow according to the rotation angle of the rotor, and the impedance changes according to the rotation angle of the rotor. As a result, the rotor position dependency (saliency) of the impedance increases. In addition, a permanent magnet type rotating electrical machine suitable for sensorless driving can be obtained.

以下、本発明の永久磁石型回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a permanent magnet type rotating electric machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
本実施の形態では、永久磁石型モータの回転子に導体からなる誘導電流回路(導通回路)を設け、回転センサなしで回転子の回転角度を検出する場合について説明する。
Embodiment 1 FIG.
In the present embodiment, a case will be described in which an induction current circuit (conduction circuit) made of a conductor is provided on the rotor of a permanent magnet type motor and the rotation angle of the rotor is detected without a rotation sensor.

まず始めに、回転センサなしで回転角度の検出が可能となる原理について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機に誘導電流が流れる原理の説明図である。理解を助けるために、図1においては、永久磁石型回転電機を直線状に描いており、2通りの回転子位置d、qを示している。通常の永久磁石型モータは、固定子鉄心1と電機子巻線2を具備した固定子と、回転子鉄心と永久磁石4を具備した回転子で構成されている。   First, the principle that enables the rotation angle to be detected without a rotation sensor will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle that an induced current flows through a permanent magnet type rotating electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. In order to help understanding, in FIG. 1, a permanent magnet type rotating electric machine is drawn in a straight line, and two rotor positions d and q are shown. A normal permanent magnet type motor includes a stator having a stator core 1 and an armature winding 2, and a rotor having a rotor core and a permanent magnet 4.

図1は、断面図であるが、実際には、この図1に示した構成要素は、回転軸方向に平行またはほぼ平行に延在する。図1に示すモータには、永久磁石間に回転軸と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6を配置し、その導体を別の導体で電気的に接続している。図1では、4極のモータを示しているが、極数やスロット数は、これに限定されない。また、図1におけるNとSは、永久磁石の極性を示している。   Although FIG. 1 is a cross-sectional view, in practice, the components shown in FIG. 1 extend parallel to or substantially parallel to the rotation axis direction. In the motor shown in FIG. 1, a conductor 6 extending in a direction parallel to or substantially parallel to the rotation axis is disposed between permanent magnets, and the conductor is electrically connected by another conductor. Although FIG. 1 shows a 4-pole motor, the number of poles and the number of slots are not limited to this. Moreover, N and S in FIG. 1 have shown the polarity of the permanent magnet.

図2は、本発明の実施の形態1におけるモータの回転子の斜視図であり、8極の回転子の場合の図1に対応する構成例を示すものである。図2に示すように、永久磁石4間には、回転軸と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6と、その導体6を電気的に接続する別の導体10が回転子に配置されている。   FIG. 2 is a perspective view of the rotor of the motor according to the first embodiment of the present invention, and shows a configuration example corresponding to FIG. 1 in the case of an 8-pole rotor. As shown in FIG. 2, between the permanent magnets 4, a conductor 6 extending in a direction parallel to or substantially parallel to the rotation axis and another conductor 10 that electrically connects the conductor 6 are arranged on the rotor. ing.

ここで、導体6は、第1導体に相当し、導体10は、第2導体に相当する。また、第1導体と第2導体により構成される回路が、導通回路に相当する。以下の実施の形態においても、同様に、第1導体と第2導体により導通回路が構成されることになる。   Here, the conductor 6 corresponds to a first conductor, and the conductor 10 corresponds to a second conductor. Further, a circuit constituted by the first conductor and the second conductor corresponds to a conduction circuit. Similarly, in the following embodiments, a conduction circuit is constituted by the first conductor and the second conductor.

回転角度の検出には、突極性を用いる。ここで、突極性とは、インピーダンスの回転子位置に対する依存性を意味している。また、ここでのインピーダンスとは、例えば、電機子巻線の線間のインピーダンスを意味しており、このようなインピーダンスを以下では単にインピーダンスと呼ぶ。永久磁石4間に導体6を配置し、導体6を導体10で電気的に接続し構成される導通回路を有することにより、モータに高周波電圧を印加したときの突極性を大きくすることができ、モータのセンサレス駆動が可能となる。   For detecting the rotation angle, saliency is used. Here, the saliency means the dependency of impedance on the rotor position. Moreover, the impedance here means the impedance between the lines of an armature winding, for example, and such an impedance is only called an impedance below. By arranging the conductor 6 between the permanent magnets 4 and electrically connecting the conductor 6 with the conductor 10 to have a conductive circuit, the saliency when a high frequency voltage is applied to the motor can be increased, Sensorless driving of the motor is possible.

図1に戻って、回転子位置に対するインピーダンスの差異が最も大きい回転子位置dとqを比較する。図1の波形は、高周波電圧印加時の電機子電流により発生する磁束9を表している。ただし、簡単のため、基本波成分のみを示している。   Returning to FIG. 1, the rotor positions d and q having the largest impedance difference with respect to the rotor position are compared. The waveform in FIG. 1 represents a magnetic flux 9 generated by an armature current when a high frequency voltage is applied. However, for the sake of simplicity, only the fundamental wave component is shown.

まず、回転子位置がdの場合には、電機子電流により発生する磁束が、例えば、導体Aと導体Bの間に鎖交し、導体6に誘導電流が流れる。その誘導電流により、電機子電流によって発生する磁束が打ち消され、インピーダンスが小さくなる。   First, when the rotor position is d, the magnetic flux generated by the armature current is linked between the conductor A and the conductor B, for example, and the induced current flows through the conductor 6. The induced current cancels out the magnetic flux generated by the armature current and reduces the impedance.

一方、回転子位置がqの場合には、電機子電流により発生する磁束のうち、例えば、導体Aと導体Bの間に鎖交する分が互いに打ち消すため、導体に誘導電流が流れず、インピーダンスも変化しない。このように、回転子の位置によって、インピーダンスに差異が生じる現象を利用して、回転子の位置検出が可能となる。   On the other hand, when the rotor position is q, for example, the interlinkage between the conductor A and the conductor B cancels each other out of the magnetic flux generated by the armature current. Will not change. In this way, the position of the rotor can be detected using a phenomenon in which the impedance varies depending on the position of the rotor.

図3は、本発明の実施の形態1における回転子の回転角度とインピーダンスとの関係を示した図であり、突極性を示したものである。図3において、横軸は角度(電気角)、縦軸はインピーダンスをそれぞれ示している。図3では、インピーダンスの変化する周期は、電気角180度である。これは、導体の中心を、隣り合う永久磁石の磁極間の中心に配置しているため、可能となる。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotor and the impedance in the first embodiment of the present invention, and shows the saliency. In FIG. 3, the horizontal axis indicates an angle (electrical angle), and the vertical axis indicates impedance. In FIG. 3, the period in which the impedance changes is an electrical angle of 180 degrees. This is possible because the center of the conductor is located at the center between the magnetic poles of adjacent permanent magnets.

図4は、本発明の実施の形態1において、無負荷のときの高周波電圧印加時に電機子巻線に流れる電流をdq変換した電流ベクトルの軌跡を示す図である。一方、図5は、本発明の実施の形態1において、負荷があるときの高周波電圧印加時に電機子巻線に流れる電流をdq変換した電流ベクトルの軌跡を示す図である。これら図4、図5においては、d軸電流を横軸、q軸電流を縦軸としている。   FIG. 4 is a diagram showing a locus of a current vector obtained by dq conversion of a current flowing through the armature winding when a high frequency voltage is applied when there is no load in the first embodiment of the present invention. On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing a locus of a current vector obtained by dq conversion of the current flowing through the armature winding when a high frequency voltage is applied when there is a load in the first embodiment of the present invention. 4 and 5, the d-axis current is the horizontal axis and the q-axis current is the vertical axis.

導体を配置しない一般的なモータの電流ベクトルの軌跡は、図4、図5に示すように、d軸とq軸のインピーダンスが回転子位置に依存しない(すなわち、突極性がほとんどない)ため、真円、またはほぼ真円となる。   As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the locus of the current vector of a general motor in which no conductor is arranged is because the d-axis and q-axis impedance does not depend on the rotor position (that is, there is almost no saliency). It becomes a perfect circle or almost a perfect circle.

一方、導体を配置したモータの電流ベクトルの軌跡は、図4、図5に示すように、楕円となる。これは、導体を配置することにより、d軸とq軸のインピーダンスが回転子位置に依存し、電流が変化するためである。また、負荷時に磁気飽和した場合には、図5に示すように、楕円が傾くことがある。しかしながら、このような場合でも、負荷電流と長軸方向の傾きから位置検出が可能である。   On the other hand, the locus of the current vector of the motor on which the conductor is arranged is an ellipse as shown in FIGS. This is because by arranging the conductor, the impedances of the d-axis and the q-axis depend on the rotor position, and the current changes. Further, when magnetic saturation occurs during loading, the ellipse may be tilted as shown in FIG. However, even in such a case, the position can be detected from the load current and the inclination in the major axis direction.

以下に、具体例を用いて、本実施の形態1における永久磁石型回転電機を詳細に説明する。図6は、本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図であり、10極12スロットの表面磁石型モータの断面図を示している。本モータは、電機子巻線2と固定子鉄心1を具備した固定子と、永久磁石4と回転子鉄心3を具備した回転子で構成されている。回転子の回転方向を反時計回りとすると、巻線配置は、反時計回りにU+、U−、V−、V+、W+、W−、U−、U+、V+、V−、W−、W+となる。   Hereinafter, the permanent magnet type rotating electric machine according to the first embodiment will be described in detail using a specific example. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a cross-sectional view of a surface magnet type motor having 10 poles and 12 slots. The motor includes a stator having an armature winding 2 and a stator core 1, and a rotor having a permanent magnet 4 and a rotor core 3. When the rotation direction of the rotor is counterclockwise, the winding arrangement is U +, U−, V−, V +, W +, W−, U−, U +, V +, V−, W−, W + counterclockwise. It becomes.

回転軸5と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6は、全永久磁石4間に配置されるのではなく、1箇所の永久磁石間を除いて配置されている。さらに、これら導体6は、別の導体10(図示せず)で電気的に接続されている。本発明の形態1では、回転軸5と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6が、周方向に少なくとも1箇所以上の永久磁石4間の位置を除いて配置され、また、少なくとも2箇所以上の永久磁石4間の位置に配置されている。また、それらの導体6は、別の導体で電気的に接続されている。   The conductors 6 extending in a direction parallel to or substantially parallel to the rotating shaft 5 are not disposed between all the permanent magnets 4 but are disposed except for one permanent magnet. Furthermore, these conductors 6 are electrically connected by another conductor 10 (not shown). In the first embodiment of the present invention, the conductor 6 extending in a direction parallel or substantially parallel to the rotating shaft 5 is disposed except at least one position between the permanent magnets 4 in the circumferential direction, and at least two positions. It arrange | positions in the position between the above permanent magnets 4. FIG. Moreover, those conductors 6 are electrically connected by another conductor.

図7、図8は、本発明の実施の形態1における表面磁石型モータの斜視図である。より具体的には、図7は、8極のモータの回転子を示しており、その回転子には2箇所の永久磁石4間を除いて他の永久磁石4間(すなわち、6箇所)に導体6が配置され、その導体6が別の導体10で電気的に接続されている。また、図8は、図7で示したモータの導体部分(6、10)のみを示している。   7 and 8 are perspective views of the surface magnet type motor according to Embodiment 1 of the present invention. More specifically, FIG. 7 shows a rotor of an 8-pole motor, and the rotor is located between other permanent magnets 4 except for two permanent magnets 4 (that is, six locations). A conductor 6 is arranged, and the conductor 6 is electrically connected by another conductor 10. FIG. 8 shows only the conductor portions (6, 10) of the motor shown in FIG.

モータの突極性を評価するため、突極性の指標をd軸インダクタンスLdhとq軸インダクタンスLqhを用いて、下式(1)で定義した。
1/Ldh−1/Lqh (1)
In order to evaluate the saliency of the motor, the saliency index was defined by the following formula (1) using the d-axis inductance L dh and the q-axis inductance L qh .
1 / L dh -1 / L qh (1)

図9は、本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機の第2の具体例を示した断面図であり、10極12スロットの表面磁石型モータにおいて、永久磁石間の連続する3箇所の位置を除いて導体を配置した場合の断面図を示している。また、図10は、本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機の第3の具体例を示した断面図であり、10極12スロットの表面磁石型モータにおいて、永久磁石間に2箇所分間隔を開けて2箇所を除いて導体を配置した場合の断面図を示している。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to Embodiment 1 of the present invention, and in a 10-pole 12-slot surface magnet type motor, three consecutive locations between permanent magnets. Sectional drawing at the time of arrange | positioning a conductor except the position of is shown. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention. In the 10-pole 12-slot surface magnet type motor, two locations are provided between the permanent magnets. Sectional drawing at the time of setting a minute interval and having arrange | positioned a conductor except two places is shown.

図11は、本発明の実施の形態1の永久磁石型回転電機において、導体を配置しない永久磁石間の位置の数と突極性の指標との相関関係を示した図である。図11に示すように、全ての永久磁石間に導体を配置した場合に比べて、導体6を1箇所以上の永久磁石4間に配置しない場合の方が、突極性が大きくなる。このような構成により、回転子位置によるインピーダンスの変化を大きくすることのできる永久磁石型回転電機を得ることができる。   FIG. 11 is a diagram showing the correlation between the number of positions between permanent magnets where no conductor is arranged and the index of saliency in the permanent magnet type rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the saliency is greater when the conductor 6 is not disposed between one or more permanent magnets 4 than when the conductor is disposed between all the permanent magnets. With such a configuration, it is possible to obtain a permanent magnet type rotating electrical machine that can increase the change in impedance depending on the rotor position.

以上のように、実施の形態1によれば、複数の永久磁石の周囲を取り囲むように、第1導体および第2導体から構成された単数ないし複数の導通回路を設けるとともに、2箇所以上に配置された第1導体が異なる抵抗値を有する2種類以上の導体で構成される。従って、レゾルバやエンコーダ等の回転角度検出装置を用いることなく、モータを駆動できるようになる。この結果、従来よりも安価で小型のモータ駆動が実現でき、センサレス駆動の精度も高めることができる。さらに、導体を全永久磁石間に配置した場合に比べ、永久磁石間に配置しない導体の分だけ材料が減らせ、安価にできる。   As described above, according to the first embodiment, one or a plurality of conduction circuits composed of the first conductor and the second conductor are provided so as to surround the periphery of the plurality of permanent magnets, and arranged at two or more locations. The formed first conductor is composed of two or more types of conductors having different resistance values. Therefore, the motor can be driven without using a rotation angle detection device such as a resolver or an encoder. As a result, it is possible to realize a motor drive that is cheaper and smaller than conventional ones, and the accuracy of sensorless driving can be improved. Furthermore, compared to the case where the conductor is arranged between all the permanent magnets, the material can be reduced by the amount of the conductor not arranged between the permanent magnets, and the cost can be reduced.

さらに、複数の永久磁石の周囲を取り囲むように、第1導体および第2導体から構成された単数ないし複数の導通回路を設けるとともに、前記第1導体が、周方向において少なくとも1箇所以上の永久磁石間の位置を除いて配置されて構成される。従って、電機子巻線に流れる電流が発生する磁束の内、第1導体と第2導体に囲まれた空間に鎖交する磁束が変化することにより回転子の回転角度に応じて大きさの異なる誘導電流が流れ、回転子の回転角度に応じてインピーダンスが変化する。この結果、突極性を大きくし、センサレス駆動に適した永久磁石型回転電機を得ることができる。   In addition, one or a plurality of conduction circuits each including a first conductor and a second conductor are provided so as to surround the plurality of permanent magnets, and the first conductor has at least one permanent magnet in the circumferential direction. It is arranged and arranged except for the position between. Therefore, among the magnetic fluxes generated by the current flowing through the armature winding, the magnitude of the magnetic flux varies depending on the rotation angle of the rotor by changing the magnetic flux interlinking with the space surrounded by the first conductor and the second conductor. An induced current flows, and the impedance changes according to the rotation angle of the rotor. As a result, it is possible to obtain a permanent magnet type rotating electrical machine having a large saliency and suitable for sensorless driving.

実施の形態2.
先の実施の形態1では、永久磁石4間に導体6を配置しない箇所を設けることによって、配置された導体6に流れる誘導電流を不平衡にした場合について説明した。これに対して、本実施の形態2では、導体6の抵抗を変えることにより、誘導電流を不平衡とする場合について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where the induced current flowing through the arranged conductor 6 is made unbalanced by providing a portion where the conductor 6 is not arranged between the permanent magnets 4 has been described. On the other hand, in the second embodiment, a case where the induced current is unbalanced by changing the resistance of the conductor 6 will be described.

導体6を永久磁石4間に配置すると、永久磁石4間に導体6を配置しない通常の回転電機よりも、大きな突極性が得られることを説明したが、本実施の形態2では、導体6の抵抗を変える構成を備えることにより、さらに大きな突極性を得ることができる。   Although it has been described that when the conductor 6 is disposed between the permanent magnets 4, a larger saliency is obtained than in a normal rotating electrical machine in which the conductor 6 is not disposed between the permanent magnets 4, in the second embodiment, the conductor 6 By providing a configuration for changing the resistance, a larger saliency can be obtained.

導体6を配置する箇所は、2箇所以上あれば、全ての永久磁石4間に配置してもよい。固定子鉄心1、電機子巻線2、回転子鉄心3、永久磁石4の構成は、先の実施の形態1と同じである。また、永久磁石4間に配置される、回転軸5と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6は、先の実施の形態1と同様に、別の導体10で電気的に接続されている。   If there are two or more places where the conductors 6 are arranged, the conductors 6 may be arranged between all the permanent magnets 4. The configurations of the stator core 1, the armature winding 2, the rotor core 3, and the permanent magnet 4 are the same as those in the first embodiment. In addition, the conductor 6 disposed between the permanent magnets 4 and extending in a direction parallel or substantially parallel to the rotating shaft 5 is electrically connected by another conductor 10 as in the first embodiment. Yes.

導体6の材質の種類を変える、または導体6の断面積を変える等して導体6の抵抗に、差異を与える。図12は、本発明の実施の形態2における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図であり、導体の材質の種類を2種類とした例を示している(導体6、6a)。一般的に、導体6、6aに用いる材質は、銅や、アルミニウムであるが、導電率が大きければ、他の材質でもよい。   A difference is given to the resistance of the conductor 6 by changing the material type of the conductor 6 or changing the cross-sectional area of the conductor 6. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a first specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to the second embodiment of the present invention, and shows an example in which there are two types of conductor materials (conductor 6, 6a). Generally, the material used for the conductors 6 and 6a is copper or aluminum, but other materials may be used as long as the conductivity is high.

また、導体の材質は、3種類以上でもよい。このような導体の種類を複数とする構成では、突極性が向上する以外に、次のような効果が得られる。導体の材質が違うだけで、導体の大きさは同じにできるため、製造方法が容易である。例えば、導体同士や回転子への貼り付けや溶接等で、導体を回転子に固定し易い。   Further, the material of the conductor may be three or more types. In such a configuration in which a plurality of types of conductors are used, the following effects can be obtained in addition to the improvement of the saliency. The manufacturing method is easy because the size of the conductor can be made the same only by changing the material of the conductor. For example, it is easy to fix the conductor to the rotor by attaching the conductors to each other or the rotor, welding, or the like.

図13は、本発明の実施の形態2における永久磁石型回転電機の第2の具体例を示した断面図であり、断面積の大きさを2種類とした例を示している(導体6、6b)。もちろん、断面積の大きさは3種類以上でもよい。断面積の大きさを変えることにより、導体の抵抗値が変わる。このような構成では、突極性が向上するだけでなく、導体の断面積が違うだけなので、製造方法が容易である。例えば、導体は、同じ材質で構成されるので、ダイキャスト加工も可能である。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing a second specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to the second embodiment of the present invention, and shows an example in which the sizes of the cross-sectional areas are two (conductor 6, 6b). Of course, the cross-sectional area may have three or more sizes. By changing the size of the cross-sectional area, the resistance value of the conductor changes. In such a configuration, not only the saliency is improved but also the cross-sectional areas of the conductors are different, so that the manufacturing method is easy. For example, since the conductors are made of the same material, die casting can be performed.

図14は、本発明の実施の形態2における永久磁石型回転電機の第3の具体例を示した断面図であり、導体の材質の種類を2種類とし、永久磁石4間の1箇所に導体を配置していない例を示している。この場合、導体が配置されていない箇所は、抵抗が無限大、つまり、その箇所を流れる電流が0と等価であると考えることができる。   FIG. 14 is a cross-sectional view showing a third specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to the second embodiment of the present invention, in which two types of conductor materials are used, and a conductor is provided at one location between permanent magnets 4. An example is not shown. In this case, it can be considered that the portion where the conductor is not disposed has an infinite resistance, that is, the current flowing through the portion is equivalent to zero.

このように、導体の抵抗の種類を2種類以上にし、導体を全永久磁石4間に配置するのではなく、導体を2箇所以上の位置に1箇所以上の位置を除いて配置してもよい。この例に限らず、導体の材質の種類、断面積の種類、導体の配置の有無を組み合わせることにより、容易に各導体に流れる誘導電流の種類を増やすことができる。   As described above, two or more types of conductor resistance may be used, and the conductors may be arranged at two or more positions excluding one or more positions, instead of being arranged between all the permanent magnets 4. . Not limited to this example, the types of induced currents flowing through each conductor can be easily increased by combining the types of conductor materials, types of cross-sectional areas, and presence / absence of arrangement of conductors.

以上のように、実施の形態2によれば、導体の材質の種類、断面積の種類、導体の配置の有無を組み合わせることにより、配置された導体に流れる誘導電流を不平衡にできる。この結果、回転子位置によるインピーダンスの変化を大きくすることのできる永久磁石型回転電機を得ることができるとともに、設計、製造の自由度が増大する。   As described above, according to the second embodiment, the induced current flowing in the arranged conductor can be unbalanced by combining the type of conductor material, the type of cross-sectional area, and the presence / absence of arrangement of the conductor. As a result, it is possible to obtain a permanent magnet type rotating electrical machine capable of increasing the change in impedance depending on the rotor position, and increase the degree of freedom in design and manufacture.

実施の形態3.
先の実施の形態1では、永久磁石4間に導体6を配置しない箇所を設けることによって、配置された導体6に流れる誘導電流を不平衡にした場合について説明した。これに対して、本実施の形態3では、永久磁石4間の導体6の有無により生じる質量の不平衡をなくす方法について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the case where the induced current flowing through the arranged conductor 6 is made unbalanced by providing a portion where the conductor 6 is not arranged between the permanent magnets 4 has been described. On the other hand, in the third embodiment, a method for eliminating the mass imbalance caused by the presence or absence of the conductor 6 between the permanent magnets 4 will be described.

図15は、本発明の実施の形態3における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図であり、永久磁石4間の1箇所に絶縁体7を配置し、残りの位置に導体6を配置した例を示している。   FIG. 15 is a cross-sectional view showing a first specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to the third embodiment of the present invention, in which an insulator 7 is arranged at one position between the permanent magnets 4 and the remaining positions are arranged. The example which has arrange | positioned the conductor 6 is shown.

その絶縁体7は、導体6が配置されていない永久磁石4間に、回転バランスがよくなるように配置される。この構成により、導体6を全永久磁石4間に配置しないために起こる質量の不平衡を解消し、モータの振動を抑制することができる。また、磁気的に対称なため、コギングトルクやトルクリップル等が低減できる。それに加え、回転子鉄心3の形状を非対称にする必要がなく、製造が容易となる利点がある。   The insulator 7 is disposed between the permanent magnets 4 on which the conductor 6 is not disposed so that the rotational balance is improved. With this configuration, it is possible to eliminate the mass imbalance that occurs because the conductor 6 is not disposed between all the permanent magnets 4 and to suppress the vibration of the motor. Moreover, since it is magnetically symmetric, cogging torque, torque ripple, etc. can be reduced. In addition, it is not necessary to make the shape of the rotor core 3 asymmetrical, and there is an advantage that manufacture is easy.

図16は、本発明の実施の形態3における永久磁石型回転電機の第2の具体例を示した断面図であり、永久磁石4間のうち、導体6を配置していない位置の鉄心形状を変更した例を示している(鉄心形状を変更した部分8)。これにより、導体6を全永久磁石4間に配置しないために起こる質量の不平衡を解消し、モータの振動を低減する効果がある。また、磁気的に対称となるようにしているため、コギングトルクやトルクリップル等が低減できる。   FIG. 16 is a cross-sectional view showing a second specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to Embodiment 3 of the present invention, and shows the shape of the iron core at a position where no conductor 6 is arranged among the permanent magnets 4. The example which changed is shown (the part 8 which changed the iron core shape). This eliminates the mass imbalance that occurs because the conductor 6 is not disposed between all the permanent magnets 4 and has the effect of reducing motor vibration. In addition, since it is magnetically symmetric, cogging torque, torque ripple, and the like can be reduced.

以上のように、実施の形態3によれば、永久磁石4間の導体6の有無により生じる質量の不平衡をなくす構成を備えることにより、モータの振動を抑制することができ、さらに、磁気的に対称なため、コギングトルクやトルクリップル等が低減できる。   As described above, according to the third embodiment, by providing a configuration that eliminates the mass imbalance caused by the presence or absence of the conductor 6 between the permanent magnets 4, vibrations of the motor can be suppressed, and further, magnetically Therefore, cogging torque, torque ripple, etc. can be reduced.

実施の形態4.
一般に、表面磁石型モータは、突極性がほとんどないので、先の実施の形態1、2のような構成とすることで、一般の表面磁石型モータに比べ、突極性を大きくすることができる。さらに、これらの構成では、全永久磁石4間に導体を配置した場合よりも、突極性が大きくなる。さらに、一般に、表面磁石型モータは、コギングトルク、トルクリップルが小さく、導体を配置することによるコギングトルク、トルクリップルへの影響はない。従って、表面磁石型モータの本来の利点を生かすこともできる。
Embodiment 4 FIG.
In general, since the surface magnet type motor has almost no saliency, the saliency can be increased by adopting the configuration as in the first and second embodiments as compared with the general surface magnet type motor. Furthermore, in these configurations, the saliency is greater than when a conductor is disposed between all the permanent magnets 4. Furthermore, in general, the surface magnet type motor has a small cogging torque and torque ripple, and there is no influence on the cogging torque and torque ripple due to the arrangement of the conductor. Therefore, the original advantage of the surface magnet type motor can be utilized.

実施の形態5.
先の実施の形態1〜4では、表面磁石型モータに対して回転子位置によるインピーダンスの変化を大きくすることのできる構成を説明した。これに対して、本実施の形態5では、埋め込み磁石型モータに対して同様の構成を適用する場合について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the first to fourth embodiments, the configuration that can increase the change in impedance due to the rotor position with respect to the surface magnet type motor has been described. On the other hand, in this Embodiment 5, the case where the same structure is applied with respect to an embedded magnet type | mold motor is demonstrated.

図17は、本発明の実施の形態5における永久磁石型回転電機の具体例を示した断面図であり、埋め込み磁石型モータの例を示している。このモータは、固定子鉄心1と電機子巻線2を具備した固定子、永久磁石4が埋設された回転子鉄心3で構成されている。そして、永久磁石4間に回転軸5と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6を配置し、その導体6を別の導体10(図示せず)で電気的に接続している。   FIG. 17 is a cross-sectional view showing a specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to the fifth embodiment of the present invention, and shows an example of an embedded magnet type motor. This motor is composed of a stator core 1 and a stator having an armature winding 2 and a rotor core 3 in which a permanent magnet 4 is embedded. A conductor 6 extending in a direction parallel to or substantially parallel to the rotating shaft 5 is disposed between the permanent magnets 4 and the conductor 6 is electrically connected by another conductor 10 (not shown).

この例では、永久磁石4間に1箇所、導体6が配置されていない箇所があるが、2箇所以上に導体6が配置されていれば、配置されない箇所は、1箇所以上なら何箇所でもよい。このような構成により、表面磁石型モータに対する効果と同様に、全ての永久磁石4間に導体6を配置した場合に比べ、突極性が大きくなる効果が得られる。   In this example, there is one place where the conductor 6 is not disposed between the permanent magnets 4. However, as long as the conductor 6 is disposed at two or more places, the number of places where the conductor 6 is disposed may be any number as long as it is one or more places. . With such a configuration, the effect of increasing the saliency is obtained as compared with the case where the conductors 6 are arranged between all the permanent magnets 4, similarly to the effect on the surface magnet type motor.

さらに、この埋め込み磁石型モータは、表面磁石型モータと比べて、磁石保持が容易なため、ステンレス等の非磁性体の管等を設けなくてよいという効果がある。また、埋め込み磁石型モータは、元来突極性があるため、表面磁石型モータに比べて、突極性がさらに向上するという効果も得られる。   Furthermore, since this embedded magnet type motor is easier to hold the magnet than the surface magnet type motor, there is an effect that it is not necessary to provide a non-magnetic tube such as stainless steel. Moreover, since the embedded magnet type motor originally has a saliency, an effect that the saliency is further improved as compared with the surface magnet type motor can be obtained.

実施の形態6.
本実施の形態6では、電機子巻線2が集中巻の場合について説明する。
図18は、本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図であり、電機子巻線2が集中巻の例を示している。図18に示す永久磁石型モータは、固定子鉄心1と集中巻をされた電機子巻線2を具備した固定子、回転子鉄心3と永久磁石4を具備した回転子で構成されている。そして、永久磁石4間に回転軸5と平行またはほぼ平行な方向に延在する導体6を配置し、その導体6を別の導体10(図示せず)で電気的に接続している。
Embodiment 6 FIG.
In the sixth embodiment, a case where the armature winding 2 is concentrated winding will be described.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a first specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to the sixth embodiment of the present invention, in which the armature winding 2 is an example of concentrated winding. The permanent magnet type motor shown in FIG. 18 includes a stator having a stator core 1 and a concentrated winding armature winding 2, and a rotor having a rotor core 3 and a permanent magnet 4. A conductor 6 extending in a direction parallel to or substantially parallel to the rotating shaft 5 is disposed between the permanent magnets 4 and the conductor 6 is electrically connected by another conductor 10 (not shown).

図18のモータは、8極12スロットであり、回転子の回転方向を反時計回りとすると、巻線配置は、反時計回りにU+、V+、W+の順に4回繰り返す。この例では、永久磁石4間に1箇所導体6が配置されていない箇所があるが、2箇所以上に導体6が配置されていれば、配置しない箇所は1箇所以上であれば何箇所でもよい。集中巻のモータは、元々は突極性が小さいが、このような構成とすることにより、突極性が大きくなる効果が得られる。そのため、回転センサレス化が可能である。   The motor shown in FIG. 18 has 8 poles and 12 slots. When the rotation direction of the rotor is counterclockwise, the winding arrangement is repeated four times in the order of U +, V +, and W + counterclockwise. In this example, there is a place where the single conductor 6 is not arranged between the permanent magnets 4. However, as long as the conductor 6 is arranged at two or more places, any number of places where the conductor 6 is not arranged may be provided. . The concentrated winding motor originally has a small saliency, but by adopting such a configuration, an effect of increasing the saliency can be obtained. Therefore, it is possible to eliminate the rotation sensor.

極数とスロット数の比率が以下に示すようになるモータは、空間次数の低い成分の電機子起磁力成分を含んでいるため、突極性が小さいという課題があった。
極数:スロット数=12n±2n:12n(ただし、nは1以上の整数)
極数:スロット数=9n±n:9n(ただし、nは1以上の整数)
しかしながら、本実施の形態6の構成を備えることにより、空間次数の低い起磁力の成分の影響が小さくなり、一般の集中巻の回転電機に比べ、突極性を大きくすることができる。
A motor whose ratio between the number of poles and the number of slots is as shown below includes an armature magnetomotive force component having a low spatial order, and thus has a problem of low saliency.
Number of poles: number of slots = 12n ± 2n: 12n (where n is an integer of 1 or more)
Number of poles: number of slots = 9n ± n: 9n (where n is an integer of 1 or more)
However, by providing the configuration of the sixth embodiment, the influence of the magnetomotive force component having a low spatial order is reduced, and the saliency can be increased as compared with a general concentrated winding rotating electric machine.

先の実施の形態1で用いた図6は、本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第2の具体例を示した断面図にも相当し、10極12スロットで巻線が集中巻の永久磁石型モータの例を示している。また、図19は、本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第3の具体例を示した断面図であり、14極12スロットで巻線が集中巻の永久磁石型モータの例を示している。さらに、図20は、本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第4の具体例を示した断面図であり、8極9スロットで巻線が集中巻の永久磁石型モータの例を示している。   FIG. 6 used in the first embodiment corresponds to a cross-sectional view showing a second specific example of the permanent magnet type rotating electric machine in the sixth embodiment of the present invention. An example of a concentrated winding permanent magnet type motor is shown. FIG. 19 is a cross-sectional view showing a third specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to Embodiment 6 of the present invention, which is an example of a permanent magnet type motor having 14 poles and 12 slots and concentrated windings. Is shown. FIG. 20 is a cross-sectional view showing a fourth specific example of the permanent magnet type rotating electric machine according to Embodiment 6 of the present invention, which is an example of a permanent magnet type motor having 8 poles and 9 slots and concentrated windings. Is shown.

図19における14極12スロットの巻線配置は、回転子の回転方向を反時計回りとすると、反時計回りにU+、U−、W−、W+、V+、V−、U−、U+、W+、W−、V−、V+となる。また、図20における8極9スロットの巻線配置は、回転子の回転方向を反時計回りとすると、反時計回りにU+、U−、U+、V+、V−、V+、W+、W−、W+となる。   The winding arrangement of 14 poles and 12 slots in FIG. 19 is U +, U−, W−, W +, V +, V−, U−, U +, W + counterclockwise when the rotation direction of the rotor is counterclockwise. , W−, V−, V +. Further, in the winding arrangement of 8 poles and 9 slots in FIG. 20, when the rotation direction of the rotor is counterclockwise, U +, U−, U +, V +, V−, V +, W +, W−, W +.

実施の形態7.
本実施の形態7では、本発明による回転位置検出を電動パワーステアリング装置に適用する具体例について説明する。図21は、本発明の実施の形態7による電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。
Embodiment 7 FIG.
In the seventh embodiment, a specific example in which the rotational position detection according to the present invention is applied to an electric power steering apparatus will be described. FIG. 21 is a schematic diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.

ステアリングホイール31に結合してステアリングホイール31の操舵力を受けるコラムシャフト32が設けられている。さらに、コラムシャフト32には、ウォームギヤ33(図21では詳細な記載を省略し、ギヤボックスのみ示している)が接続されており、操舵力は、ウォームギヤ33に伝わる。   A column shaft 32 that is coupled to the steering wheel 31 and receives the steering force of the steering wheel 31 is provided. Further, a worm gear 33 (detailed description is omitted in FIG. 21 and only a gear box is shown) is connected to the column shaft 32, and the steering force is transmitted to the worm gear 33.

ウォームギヤ33は、コントローラ34によって駆動されるモータ35の出力(トルク、回転数)を、回転方向を直角に変えるとともに回転を減速しながら伝達して、操舵力にモータ35のアシストトルクを加えている。操舵力は、ウォームギヤ33に接続されたハンドルジョイント36を伝わり、方向も変えられる。   The worm gear 33 transmits the output (torque, rotation speed) of the motor 35 driven by the controller 34 while changing the rotation direction to a right angle and decelerating the rotation, and adds the assist torque of the motor 35 to the steering force. . The steering force is transmitted through the handle joint 36 connected to the worm gear 33, and the direction is also changed.

ステアリングギヤ37(図21では詳細な記載を省略し、ギヤボックスのみ示している)は、ハンドルジョイント36の回転を減速し、同時にラック38の直線運動に変換し、所要の変位を得る。このラック38の直線運動により車輪を動かし、車両の方向転換等を可能とする。   The steering gear 37 (detailed description is omitted in FIG. 21 and only the gear box is shown) decelerates the rotation of the handle joint 36 and simultaneously converts it into a linear motion of the rack 38 to obtain a required displacement. The wheels are moved by the linear movement of the rack 38, and the direction of the vehicle can be changed.

このような電動パワーステアリング装置において、モータ35を適切に駆動するには、回転角度を検出する必要がある。そこで、従来のモータは、ホールセンサやレゾルバなどの回転角度検出装置を具備している。しかしながら、ホールセンサやレゾルバがあると、部品点数が増え、コストも増加する。また、モータの体格も回転角度検出装置があるために大きくなってしまう。   In such an electric power steering apparatus, it is necessary to detect the rotation angle in order to drive the motor 35 appropriately. Therefore, the conventional motor includes a rotation angle detection device such as a hall sensor or a resolver. However, if there is a Hall sensor or resolver, the number of parts increases and the cost also increases. Further, the physique of the motor also becomes large due to the presence of the rotation angle detection device.

しかしながら、上述したような本発明の実施の形態1〜6に示したいずれかのモータ35を電動パワーステアリング装置に組み込むことで、回転角度検出装置がなくても、導体に流れる誘導電流によって発生するインピーダンスの違いを利用して、電機子電流を測定することにより、回転角度検出が可能となる。コントローラにより、モータを駆動するための電圧に重畳して、例えば1〜10kHzの高周波電圧をモータに印加し、それにより生じる高周波電流を計測することにより、回転角度検出が可能である。すなわち、回転センサレス駆動が可能となる。これにより、部品点数を減らすことができ、コストも低減できる。さらに、モータ35の体格を小さくでき、軽量化できるという効果が得られる。   However, by incorporating any of the motors 35 described in the first to sixth embodiments of the present invention into the electric power steering apparatus, even if there is no rotation angle detection apparatus, it is generated by the induced current flowing through the conductor. The rotation angle can be detected by measuring the armature current using the difference in impedance. A rotation angle can be detected by applying a high-frequency voltage of 1 to 10 kHz to the motor, for example, by superimposing it on the voltage for driving the motor by the controller and measuring the high-frequency current generated thereby. That is, rotation sensorless driving is possible. Thereby, the number of parts can be reduced and the cost can also be reduced. Furthermore, the physique of the motor 35 can be made small and the effect that it can reduce in weight is acquired.

このような電動パワーステアリング装置では、モータにて発生するコギングトルクやトルクリップルがウォームギヤ33とコラムシャフト32を介して、ステアリングホイール31に伝達される。従って、モータが大きなコギングトルクやトルクリップルを発生する場合、滑らかなステアリング感覚を得ることができない。   In such an electric power steering apparatus, cogging torque and torque ripple generated by the motor are transmitted to the steering wheel 31 via the worm gear 33 and the column shaft 32. Therefore, when the motor generates a large cogging torque or torque ripple, a smooth steering feeling cannot be obtained.

しかしながら、本発明のモータ35では、表面磁石型のモータでもホールセンサやレゾルバなしに、回転角度検出が可能である。表面磁石型は、一般に、突極性の大きい磁石埋め込み型に比べて、コギングトルクやトルクリップルが小さい傾向にある。従来は、突極性の大きい磁石埋め込み型に対しては、回転センサレス駆動が可能であったが、本発明のモータ35によって、表面磁石型に対しても、回転センサレス駆動が可能となる。   However, the motor 35 of the present invention can detect the rotation angle without using a Hall sensor or a resolver even with a surface magnet type motor. The surface magnet type generally tends to have smaller cogging torque and torque ripple than the magnet embedded type having a large saliency. Conventionally, rotation sensorless driving is possible for a magnet embedded type having a large saliency, but rotation sensorless driving is also possible for a surface magnet type by the motor 35 of the present invention.

以上のように、実施の形態7によれば、本発明の永久磁石型回転電機を用いた回転位置検出手段を電動パワーステアリング装置に適用することにより、表面磁石型に対しても、部品点数低減、コスト低減、モータサイズ低減・軽量化という効果に加えて、「低コギングトルクと低トルクリップル」の効果を得ることができる。   As described above, according to the seventh embodiment, the rotational position detecting means using the permanent magnet type rotating electrical machine of the present invention is applied to the electric power steering device, thereby reducing the number of parts even for the surface magnet type. In addition to the effects of cost reduction, motor size reduction and weight reduction, the effects of “low cogging torque and low torque ripple” can be obtained.

本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機に誘導電流が流れる原理の説明図である。It is explanatory drawing of the principle in which an induction current flows into the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるモータの回転子の斜視図である。It is a perspective view of the rotor of the motor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における回転子の回転角度とインピーダンスとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the rotation angle of the rotor in Embodiment 1 of this invention, and impedance. 本発明の実施の形態1において、無負荷のときの高周波電圧印加時に電機子巻線に流れる電流をdq変換した電流ベクトルの軌跡を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the locus | trajectory of the current vector which dq-converted the electric current which flows into an armature winding at the time of the high frequency voltage application at the time of no load. 本発明の実施の形態1において、負荷があるときの高周波電圧印加時に電機子巻線に流れる電流をdq変換した電流ベクトルの軌跡を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the locus | trajectory of the current vector which dq-converted the electric current which flows into an armature winding at the time of the high frequency voltage application with a load. 本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 1st specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における表面磁石型モータの斜視図である。It is a perspective view of the surface magnet type motor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における表面磁石型モータの斜視図である。It is a perspective view of the surface magnet type motor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機の第2の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 2nd specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における永久磁石型回転電機の第3の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 3rd specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の永久磁石型回転電機において、導体を配置しない永久磁石間の位置の数と突極性の指標との相関関係を示した図である。In the permanent magnet type rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention, it is a diagram showing the correlation between the number of positions between permanent magnets where no conductor is disposed and the index of saliency. 本発明の実施の形態2における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 1st specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における永久磁石型回転電機の第2の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 2nd specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における永久磁石型回転電機の第3の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 3rd specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 1st specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における永久磁石型回転電機の第2の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 2nd specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態5における永久磁石型回転電機の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第1の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 1st specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第3の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 3rd specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6における永久磁石型回転電機の第4の具体例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 4th specific example of the permanent magnet type rotary electric machine in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7による電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the electric power steering apparatus by Embodiment 7 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定子鉄心、2 電機子巻線、3 回転子鉄心、4 永久磁石、5 回転軸、6、6a、6b 導体(第1導体)、7 絶縁体、8 鉄心形状を変更した部分、10 導体(第2導体)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator iron core, 2 Armature winding, 3 Rotor iron core, 4 Permanent magnet, 5 Rotating shaft, 6, 6a, 6b Conductor (1st conductor), 7 Insulator, 8 The part which changed the iron core shape, 10 Conductor (Second conductor).

Claims (13)

電機子巻線と固定子鉄心を具備した固定子と、複数の永久磁石と回転子鉄心を具備した回転子とを備えた永久磁石型回転電機において、
前記回転子の軸方向に延在し、前記回転軸の周方向に2箇所以上配置された第1導体と、前記第1導体間を電気的に接続する第2導体とを有し、前記複数の永久磁石の周囲を取り囲むように構成された単数ないし複数の導通回路をさらに備え、
2箇所以上に配置された前記第1導体は、異なる抵抗値を有する2種類以上の導体で構成され、前記電機子巻線に流れる電流が発生する磁束の内、前記第1導体と前記第2導体に囲まれた空間に鎖交する磁束が変化することにより前記回転子の回転角度に応じて大きさの異なる誘導電流が流れ、前記回転子の回転角度に応じてインピーダンスが変化する
ことを特徴とする永久磁石型回転電機。
In a permanent magnet type rotating electric machine comprising a stator having an armature winding and a stator core, and a rotor having a plurality of permanent magnets and a rotor core,
A plurality of first conductors extending in the axial direction of the rotor and disposed at two or more locations in the circumferential direction of the rotary shaft; and second conductors electrically connecting the first conductors, And further comprising one or more conduction circuits configured to surround the permanent magnets of
The first conductors arranged at two or more locations are composed of two or more types of conductors having different resistance values, and the first conductor and the second of the magnetic fluxes generated by the current flowing through the armature winding. Inductive currents having different magnitudes flow according to the rotation angle of the rotor by changing the magnetic flux interlinking with the space surrounded by the conductor, and the impedance changes according to the rotation angle of the rotor. A permanent magnet type rotating electrical machine.
電機子巻線と固定子鉄心を具備した固定子と、複数の永久磁石と回転子鉄心を具備した回転子とを備えた永久磁石型回転電機において、
前記回転子の軸方向に延在し、前記回転軸の周方向に2箇所以上配置された第1導体と、前記第1導体間を電気的に接続する第2導体とを有し、前記複数の永久磁石の周囲を取り囲むように構成された単数ないし複数の導通回路をさらに備え、
前記第1導体は、周方向において少なくとも1箇所以上の永久磁石間の位置を除いて配置され、前記電機子巻線に流れる電流が発生する磁束の内、前記第1導体と前記第2導体に囲まれた空間に鎖交する磁束が変化することにより前記回転子の回転角度に応じて大きさの異なる誘導電流が流れ、前記回転子の回転角度に応じてインピーダンスが変化する
ことを特徴とする永久磁石型回転電機。
In a permanent magnet type rotating electric machine comprising a stator having an armature winding and a stator core, and a rotor having a plurality of permanent magnets and a rotor core,
A plurality of first conductors extending in the axial direction of the rotor and disposed at two or more locations in the circumferential direction of the rotary shaft; and second conductors electrically connecting the first conductors, And further comprising one or more conduction circuits configured to surround the permanent magnets of
The first conductor is disposed excluding a position between at least one permanent magnet in the circumferential direction, and among the magnetic flux generated by the current flowing through the armature winding, the first conductor and the second conductor Inductive currents having different magnitudes flow according to the rotation angle of the rotor when the magnetic flux interlinked with the enclosed space changes, and the impedance changes according to the rotation angle of the rotor. Permanent magnet type rotating electric machine.
請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体は、永久磁石間に配置されない箇所が3箇所以下となるように配置されることを特徴とする永久磁石型回転電機。
In the permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The permanent magnet type rotating electrical machine, wherein the first conductor is arranged such that three or less places are not arranged between the permanent magnets.
請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体は、異なる抵抗値を有する材質の異なる2種類以上の導体で構成されることを特徴とする永久磁石型回転電機。
In the permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The said 1st conductor is comprised with two or more types of conductors from which the material which has a different resistance value differs, The permanent-magnet-type rotary electric machine characterized by the above-mentioned.
請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体は、異なる抵抗値を有するように、断面積の大きさが異なる2種類以上の導体で構成されることを特徴とする永久磁石型回転電機。
In the permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The permanent magnet type rotating electrical machine, wherein the first conductor is composed of two or more kinds of conductors having different cross-sectional areas so as to have different resistance values.
請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体の配置されていない永久磁石間の位置に配置された絶縁体をさらに備えることを特徴とする永久磁石型回転電機。
In the permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
A permanent magnet type rotating electrical machine, further comprising an insulator disposed at a position between the permanent magnets where the first conductor is not disposed.
請求項1または2に記載の永久磁石型回転電機において、
前記第1導体の配置されていない永久磁石間の位置における前記回転子鉄心を、前記第1導体の代替となるような突部形状とすることを特徴とする永久磁石型回転電機。
In the permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
A permanent magnet type rotating electrical machine characterized in that the rotor core at a position between permanent magnets where the first conductor is not arranged has a projecting shape that can replace the first conductor.
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
前記永久磁石は、前記回転子の表面に配置されることを特徴とする永久磁石型回転電機。
In the permanent magnet type rotating electric machine according to any one of claims 1 to 7,
The permanent magnet type rotating electrical machine, wherein the permanent magnet is disposed on a surface of the rotor.
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
前記永久磁石は、前記回転子鉄心に埋設して配置されることを特徴とする永久磁石型回転電機。
In the permanent magnet type rotating electric machine according to any one of claims 1 to 7,
The permanent magnet type rotating electrical machine, wherein the permanent magnet is embedded in the rotor core.
請求項1ないし9のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
前記電機子巻線は、集中巻であることを特徴とする永久磁石型回転電機。
The permanent magnet type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 9,
The permanent armature rotating electric machine is characterized in that the armature winding is a concentrated winding.
請求項1ないし10のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
回転電機の極数は、12n±2nであり、スロット数は、12n(ただし、nは1以上の整数)であることを特徴とする永久磁石型回転電機。
The permanent magnet type rotating electric machine according to any one of claims 1 to 10,
A permanent magnet type rotating electric machine characterized in that the number of poles of the rotating electric machine is 12n ± 2n and the number of slots is 12n (where n is an integer of 1 or more).
請求項1ないし10のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機において、
回転電機の極数は、9n±nであり、スロット数は、9n(ただし、nは1以上の整数)であることを特徴とする永久磁石型回転電機。
The permanent magnet type rotating electric machine according to any one of claims 1 to 10,
A permanent magnet type rotating electrical machine characterized in that the number of poles of the rotating electrical machine is 9n ± n and the number of slots is 9n (where n is an integer of 1 or more).
請求項1ないし12のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機と、
モータの駆動と高周波電圧の重畳を行うためのコントローラと
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The permanent magnet type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 12,
An electric power steering apparatus comprising: a controller for driving a motor and superimposing a high-frequency voltage.
JP2008166897A 2008-06-26 2008-06-26 Permanent magnet type rotating electric machine and power steering device Expired - Fee Related JP5072734B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008166897A JP5072734B2 (en) 2008-06-26 2008-06-26 Permanent magnet type rotating electric machine and power steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008166897A JP5072734B2 (en) 2008-06-26 2008-06-26 Permanent magnet type rotating electric machine and power steering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010011611A JP2010011611A (en) 2010-01-14
JP5072734B2 true JP5072734B2 (en) 2012-11-14

Family

ID=41591411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008166897A Expired - Fee Related JP5072734B2 (en) 2008-06-26 2008-06-26 Permanent magnet type rotating electric machine and power steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5072734B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5411883B2 (en) * 2011-02-25 2014-02-12 株式会社日立産機システム Permanent magnet rotating machine
US9537380B2 (en) 2011-03-15 2017-01-03 Mitsubishi Electric Corporation Permanent-magnet type rotating electrical machine
JP2015039251A (en) * 2011-06-29 2015-02-26 有限会社クラ技術研究所 Magnet excitation rotary electric machine system
JP5265799B1 (en) * 2012-08-03 2013-08-14 有限会社クラ技術研究所 Magnet excitation rotating electrical machine system
JP6118227B2 (en) * 2013-10-22 2017-04-19 株式会社日立産機システム Permanent magnet rotating electric machine and compressor using the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2636430B2 (en) * 1988-11-01 1997-07-30 アドバンス・コージェネレーションシステム技術研究組合 Rotor with permanent magnet and method of manufacturing the same
JPH02311156A (en) * 1989-05-25 1990-12-26 Fuji Electric Co Ltd Brake winding for permanent magnet synchronous machine
JPH10191586A (en) * 1996-12-26 1998-07-21 Japan Servo Co Ltd Rotor of motor having magnet
JPH10271726A (en) * 1997-03-25 1998-10-09 Aichi Emerson Electric Co Ltd Rotor
JP3397119B2 (en) * 1998-02-24 2003-04-14 国産電機株式会社 Magnet rotor for rotating electric machines
JP2000197325A (en) * 1998-12-25 2000-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reluctance motor
JP4065829B2 (en) * 2003-10-10 2008-03-26 本田技研工業株式会社 Permanent magnet rotor and brushless motor
JP2006109663A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Nsk Ltd Brushless motor and method for detecting its rotational angle
JP4718414B2 (en) * 2006-10-26 2011-07-06 アスモ株式会社 Embedded magnet type motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010011611A (en) 2010-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8324768B2 (en) Rotational angle detection device and method for permanent magnet dynamo-electric machine and electric power steering device
JP6415746B2 (en) Rotating electric machine
JP6091619B2 (en) Permanent magnet type motor and electric power steering device
JP6211227B2 (en) Rotating electric machine
US9627936B2 (en) Permanent magnet motor
US9564779B2 (en) Permanent magnet motor
JP6388705B2 (en) Rotating electric machine rotor and motor
US8217545B2 (en) Rotor of permanent magnet rotary machine and manufacturing method of rotor
WO2013108680A1 (en) Rotating electric machine, and vehicle equipped with rotating electric machine
US20170085138A1 (en) Permanent magnet motor and driving apparatus-integrated permanent magnet motor
WO2016166796A1 (en) Electric driving device
WO2016067695A1 (en) Rotating electric machine and electric power steering device using rotating electric machine
JP6636184B2 (en) Electric drive device and electric power steering device
JP5072734B2 (en) Permanent magnet type rotating electric machine and power steering device
JP5989154B2 (en) Permanent magnet type motor
US20190036389A1 (en) Rotating electric machine
JP6188639B2 (en) Electric motor
JP5905176B1 (en) Rotating electric machine and electric power steering apparatus using the rotating electric machine
JP2016144235A (en) Rotary electric machine and electrically-driven power steering device
JP5247411B2 (en) Rotation angle detection device, rotation angle detection method, and electric power steering device
JP6261776B2 (en) Electric drive
JPWO2013054439A1 (en) Permanent magnet type motor
CN116472658A (en) Rotary electric machine and electric power steering device
JP5183218B2 (en) Permanent magnet type rotating electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101021

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120704

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120724

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120821

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5072734

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150831

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees