JP5557282B2 - 電動モータ,モータ駆動システム、及びそれを搭載した車両 - Google Patents
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Description
かかる構成により、システム信頼性を向上し得るものとなる。
かかる構成により、システム信頼性を向上し得るものとなる。
かかる構成により、システム信頼性の向上した電動モータを、低速大トルクの運転領域から高速回転の運転領域まで、運転領域を広げることができるものとなる。
かかる構成により、システム信頼性の向上した電動モータを、低速大トルクの運転領域から高速回転の運転領域まで、運転領域を広げることができるものとなる。
最初に、図1〜図4を用いて、本実施形態による電動モータの構成及び動作について説明する。ここでは、電動モータとして、4相モータ,特に4相同期モータを例にして説明する。
図1は、本発明の一実施形態による電動モータの固定子巻線の構成図である。図2は、本発明の一実施形態による電動モータの固定子の構成図である。図3は、本発明の一実施形態による電動モータの固定子巻線への通電時に発生する起電力の説明図である。図4は、本発明の一実施形態による電動モータの個々の固定子巻線への通電時の動作説明図である。
図5は、本発明の一実施形態による他の構成の電動モータにおける、個々の固定子巻線への通電時の動作説明図である。なお、図4と同一符号は同一部分を示している。
最初に、図6を用いて、本実施形態による電動モータを駆動するモータ駆動システムの構成について説明する。
図6は、本発明の一実施形態による電動モータを駆動するモータ駆動システムの構成図である。
図7は、本発明の一実施形態によるモータ駆動システムにおけるゲート信号生成部の構成を示す回路図である。図8は、本発明の一実施形態によるモータ駆動システムにおけるゲート信号生成部の動作を示すタイミングチャートである。
図9は、本発明の一実施形態によるモータ駆動システムにおいて生成されるゲート信号と、トランジスタのスイッチング動作の関係を示すタイミングチャートである。
図10は、本発明の一実施形態によるモータ駆動システムにおけるL1コイル間電圧波形とモータ電流波形の説明図である。
図11は、本発明の一実施形態によるモータ駆動システムを用いて、モータの運転領域を広げる制御方法の説明図である。
図12は、本発明の他の実施形態による電動モータの固定子巻線の構成図である。図13は、本発明の他の実施形態による電動モータの固定子の構成図である。
図14は、本発明の他の実施形態による電動モータの固定子巻線への通電時に発生する起電力の説明図である。なお、図14の横軸は時間である。
図15は、本発明の他の実施形態によるモータ駆動システムにおいて生成されるゲート信号と、トランジスタのスイッチング動作の関係を示すタイミングチャートである。
図16は、本発明の各実施形態による電動モータ,モータ駆動システムを車両用補機として搭載した車両の構成図である。
1A…リラクタンス回転子
3…固定子鉄心
5…シャフト
100…車両
DC1…第1電源
DC2…第2電源
INV…モータインバータ部
INV−CU…インバータ制御部
MPD…回転子磁極位置検出部
L1,L2,L3,L4…固定子コイル
Th1,Th2,Th3,Th4…固定子ティース
Claims (9)
- 4個のティースを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心に集中巻で巻回された固定子コイルからなる固定子巻線と、前記固定子鉄心の内周に回転可能に保持された回転子とを有する4相永久磁石式同期モータまたは4相スイッチトリラクタンスモータからなる電動モータであって、
前記固定子巻線は、1個の前記固定子ティース辺り、4並列の集中巻のコイルであり、全ての固定子ティースでは計16個のコイルで構成され、各々の固定子ティースの4並列のコイルのうち任意の1つのコイルを、固定子ティース毎に選択し、それらを直列に接続して1相分を形成することを特徴とする電動モータ。 - 請求項1記載の電動モータにおいて、
前記4並列のコイルの内、
第1のコイルを構成する4個のコイルは、4個のティースに対して、第2のティース,第3のティース,第4のティース,第1のティースの順で、通電時に、前記第2及び第3のティースに生じる磁極と、前記第1及び第4のティースに生じる磁極が反対の極性となるように巻回され、
第2のコイルを構成する4個のコイルは、4個のティースに対して、第3のティース,第4のティース,第1のティース,第2のティースの順で、通電時に、前記第3及び第4のティースに生じる磁極と、前記第1及び第2のティースに生じる磁極が反対の極性となるように巻回され、
第3のコイルを構成する4個のコイルは、4個のティースに対して、第4のティース,第1のティース,第2のティース,第3のティースの順で、通電時に、前記第1及び第4のティースに生じる磁極と、前記第2及び第3のティースに生じる磁極が反対の極性となるように巻回され、
第4のコイルを構成する4個のコイルは、4個のティースに対して、第1のティース,第2のティース,第3のティース,第4のティースの順で、通電時に、前記第1及び第2のティースに生じる磁極と、前記第3及び第4のティースに生じる磁極が反対の極性となるように巻回される、
ことを特徴とする電動モータ。 - 請求項2記載の電動モータにおいて、
4相永久磁石式同期モータの相あたりの無負荷誘導起電力波形を台形形状とし、
第1相と第3相、および、第2相と第4相の各々の無負荷誘導起電力が逆位相の関係であることを特徴とする電動モータ。 - 4個のティースを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心に集中巻で巻回された固定子コイルからなる固定子巻線と、前記固定子鉄心の内周に回転可能に保持された回転子とを有する4相永久磁石式同期モータまたは4相スイッチトリラクタンスモータからなる電動モータであって、
前記固定子巻線は、1個の前記固定子ティース辺り、2並列の集中巻のコイルであり、全ての固定子ティースでは計8個のコイルで構成され、
前記2並列のコイルに対して、正逆両方向に通電され、
各々の固定子ティースの2並列のコイルのうち任意の1つのコイルを、固定子ティース毎に選択し、それらを直列に接続して1相分を形成することを特徴とする電動モータ。 - 請求項4記載の電動モータにおいて、
前記2並列のコイルの内、
第1のコイルを構成する4個のコイルは、4個のティースに対して、第2のティース,第3のティース,第4のティース,第1のティースの順で、通電時に、前記第2及び第3のティースに生じる磁極と、前記第1及び第4のティースに生じる磁極が反対の極性となるように巻回され、
第2のコイルを構成する4個のコイルは、4個のティースに対して、第3のティース,第4のティース,第1のティース,第2のティースの順で、通電時に、前記第3及び第4のティースに生じる磁極と、前記第1及び第2のティースに生じる磁極が反対の極性となるように巻回される、
ことを特徴とする電動モータ。 - 電動モータと、該モータのコイルに通電するインバータを制御するインバータ制御部とを有するモータ駆動システムであって、
前記電動モータは、4個のティースを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心に集中巻で巻回された固定子コイルからなる固定子巻線と、前記固定子鉄心の内周に回転可能に保持された回転子とを有する4相永久磁石式同期モータまたは4相スイッチトリラクタンスモータからなり、
前記固定子巻線は、1個の前記固定子ティース辺り、4並列の集中巻のコイルであり、全ての固定子ティースでは計16個のコイルで構成され、各々の固定子ティースの4並列のコイルのうち任意の1つのコイルを、固定子ティース毎に選択し、それらを直列に接続して1相分を形成し、
前記4相を第1の2相と第2の2相に分離し、
前記第1の2相の巻回数は、前記第2の2相の巻回数よりも多くするとともに、
前記第1の2相に接続された第1の電源の電圧は、前記第2の2相に接続された第2の電源の電圧よりも低くしたことを特徴とするモータ駆動システム。 - 請求項6記載のモータ駆動システムにおいて、
前記インバータ制御部は、
前記電動モータの低速時には、前記第1の2相に通電する通電量を前記第2の2相に通電する通電量より多くし、
前記電動モータの高速時には、前記第2の2相に通電する通電量を前記第1の2相に通電する通電量より多くすることを特徴とするモータ駆動システム。 - 電動モータと、該モータのコイルに通電するインバータを制御するインバータ制御部とを有するモータ駆動システムであって、
前記電動モータは、4個のティースを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心に集中巻で巻回された固定子コイルからなる固定子巻線と、前記固定子鉄心の内周に回転可能に保持された回転子とを有する4相永久磁石式同期モータまたは4相スイッチトリラクタンスモータからなり、
前記固定子巻線は、1個の前記固定子ティース辺り、2並列の集中巻のコイルであり、全ての固定子ティースでは計8個のコイルで構成され、
前記2並列のコイルに対して、正逆両方向に通電され、
各々の固定子ティースの2並列のコイルのうち任意の1つのコイルを、固定子ティース毎に選択し、それらを直列に接続して1相分を形成し、
前記4相を第1の相と第2の相に分離し、
前記第1の相の巻回数は、前記第2の相の巻回数よりも多くするとともに、
前記第1の相に接続された第1の電源の電圧は、前記第2の相に接続された第2の電源の電圧よりも低くしたことを特徴とするモータ駆動システム。 - 請求項8記載のモータ駆動システムにおいて、
前記インバータ制御部は、
前記電動モータの低速時には、前記第1の相に通電する通電量を前記第2の相に通電する通電量より多くし、
前記電動モータの高速時には、前記第2の相に通電する通電量を前記第1の相に通電する通電量より多くすることを特徴とするモータ駆動システム。
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