JP5869779B2 - 高速自己縦続電気機械 - Google Patents
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Description
P3=(P1−P2)/2 (式1)
である。突極の数P3をこのように構成することにより、回転子は少数の極を有することができ、一方、固定子は多数の極を有することができる。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、固定子と回転子のこのような極数の差により、固定子後方鉄(stator back iron)を著しく少なくすることができ、延いては電気機械の総体積を小さくし、総重量を軽くすることができる。電気機械の体積および重量を節約することは、厳しいパッケージング制約を有する応用例(例えば電気牽引応用例およびハイブリッド電気牽引応用例)には特に有用である。
P2=2 (式2)
および
P1≧P2+4 (式3)
である。
P1≧P2+8 (式5)
P2≧4 (式6)
P1≧12 (式7)
および
(P1−P2)/2≧(n+2) (式8)
上式でn=2、4、6、8、...である。式4〜式8に関して上で表された極数制限を堅持することにより、式2および式3に基づく極数を使用することによって生じる不安定性および回転子のトルクの低減を回避することができ、それにより本発明の高速自己縦続電気機械の性能が改善される。
104 固定子巻線
106 スロット
202 固定子巻線102のMMF波形を示すグラフ
204 固定子巻線102の理想MMF波形
206 無負荷における固定子巻線102の基本(または実際の)MMF波形
208 固定子巻線104のMMF波形を示すグラフ
210 直流巻線の理想MMF波形
212 固定子巻線104の基本MMF波形
214 合成エアギャップMMFを示すグラフ
216 無負荷における合成エアギャップMMF
300 システム
302 固定子
304 突極回転子
306 第1の直流電源
308 第2の直流電源
310、312 直流リンク(直流ライン)
314 インバータ
316 交流ライン
317 電流センサ
318 コントローラ
320、322、326、330 ライン
324 軸位置エンコーダ
328 補償回路
400 最適移相角を決定するために実行される方法
Claims (10)
- 第1のエネルギー(306)源と、
第2のエネルギー源(308)と、
固定子(302)であって、
前記第1のエネルギー源(306)に結合された第1のセットの巻線と、
前記第2のエネルギー源(308)に結合された第2のセットの巻線と
を備えた固定子(302)と、
回転子(304)と、
前記第1および第2のエネルギー源(306、308)に結合されたコントローラ(318)であって、
前記第1のエネルギー源(306)を制御して交流電流である第1の電流を前記第1のセットの巻線に供給し、
前記第2のエネルギー源(308)を制御して直流電流である第2の電流を前記第2のセットの巻線に供給し、
前記回転子の角度位置を検出し、
前記第1のセットの巻線に流れる前記第1の電流を検出し、
前記第2のセットの巻線に流れる前記第2の電流を検出し、
供給された前記第1及び第2の電流から前記回転子(304)で生成されるトルクの最大値相当を発生させる、前記第1の電流の最適移相角を決定し、
前記最適移相角に基づいて前記第1のエネルギー源(306)を制御し、前記第1のセットの巻線に供給される前記第1の電流を修正する
ように構成されたコントローラ(318)と
を備え、
前記第1の電流の前記最適移相角は、前記回転子の前記角度位置、前記検出された第1の電流および前記検出された第2の電流に基づいて決定される、
電気機械(300)。 - 前記コントローラ(318)に結合された軸エンコーダ(324)をさらに備え、前記軸エンコーダ(324)が前記回転子(304)の前記角度位置を検出するように構成された、請求項1記載の電気機械。
- 前記第1のセットの巻線が第1の極数(P1)を有し、前記第2のセットの巻線が第2の極数(P2)を有し、前記第2の極数(P2)が前記第1の極数(P1)より少ない、請求項1または2に記載の電気機械。
- 前記回転子(304)が巻線のない突極を備え、前記突極の数(P3)が、式
P3=(P1−P2)/2
によって決定される、請求項3記載の電気機械。 - P2≧4であり、かつ、
P1≧12
である、請求項3記載の電気機械。 - 前記第1のセットの巻線に結合されたインバータ(314)をさらに備え、前記インバータ(314)が、前記第1の電流を前記第1のセットの巻線に送達するように構成された、請求項1乃至5のいずれかに記載の電気機械。
- 前記コントローラ(318)と前記インバータ(314)の間に結合された補償回路(328)をさらに備え、前記補償回路(328)が、前記コントローラ(318)と前記インバータ(314)の間の信号の変動利得および時間遅れを補償するように構成された進み/遅れ回路を備えた、請求項6記載の電気機械。
- 前記コントローラ(318)がコンピュータ可読記憶媒体を備え、前記コンピュータ可読記憶媒体が、複数の最適移相角プロファイルをその上に保存するように構成された、請求項1乃至7のいずれかに記載の電気機械。
- 前記コントローラ(318)が、前記回転子(304)の前記角度位置、前記第1のセットの巻線の前記検出された第1の電流、および前記第2のセットの巻線の前記検出された第2の電流に基づいて、前記複数の最適移相角プロファイルから最適移相角プロファイルを選択するように構成された、請求項8記載の電気機械。
- 請求項1乃至9のいずれかに記載の電気機械を備える車両。
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