JP6428520B2 - Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method - Google Patents

Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method Download PDF

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Description

本発明は、磁石温度推定システム、モータ、及び、磁石温度推定方法に関する。   The present invention relates to a magnet temperature estimation system, a motor, and a magnet temperature estimation method.

同期電動機の一つとして、回転子に永久磁石を備える永久磁石型のモータが知られている。このような永久磁石型のモータにおいては、固定子に設けられた固定子コイルは電力が印加されると回転磁界が発生し、回転磁界が永久磁石に作用することにより、回転子が固定子内にて回転する。   As one of synchronous motors, a permanent magnet type motor having a permanent magnet in a rotor is known. In such a permanent magnet type motor, the stator coil provided in the stator generates a rotating magnetic field when electric power is applied, and the rotating magnetic field acts on the permanent magnet, so that the rotor is within the stator. Rotate at.

一般に、モータの回転速度が速くなるほど、回転子に設けられた永久磁石の温度が上昇する。また、永久磁石は、ある上限温度を超えると不可逆に消磁してしまい磁力を失ってしまうことが知られている。そのため、永久磁石の温度を測定し、永久磁石が上限温度に達しないようにモータの回転速度を制限する必要がある。   Generally, the temperature of the permanent magnet provided in the rotor increases as the rotation speed of the motor increases. Further, it is known that permanent magnets irreversibly demagnetize and lose magnetic force when a certain upper limit temperature is exceeded. Therefore, it is necessary to measure the temperature of the permanent magnet and limit the rotation speed of the motor so that the permanent magnet does not reach the upper limit temperature.

しかしながら、永久磁石の温度を測定するために温度センサを用いると、温度センサを回転子に組み込む必要があるため、モータの小型化が困難になる。そこで、温度センサを用いずに永久磁石の温度を推定する方法が検討されている。例えば、特許文献1には、モータに印加される電流と、固定子にて発生する誘起電圧とを用いて、永久磁石の温度を推定する方法が開示されている。   However, if a temperature sensor is used to measure the temperature of the permanent magnet, it is necessary to incorporate the temperature sensor into the rotor, which makes it difficult to reduce the size of the motor. Therefore, a method for estimating the temperature of the permanent magnet without using a temperature sensor has been studied. For example, Patent Document 1 discloses a method for estimating the temperature of a permanent magnet using a current applied to a motor and an induced voltage generated in a stator.

特開2007−6613号公報JP 2007-6613 A

特許文献1に開示された方法では、モータの回転速度が遅い場合には、誘起電圧が小さくなるため、永久磁石の温度の推定精度が悪くなるという課題がある。   The method disclosed in Patent Document 1 has a problem that, when the rotation speed of the motor is low, the induced voltage becomes small, so that the estimation accuracy of the temperature of the permanent magnet is deteriorated.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータの回転子が備える永久磁石の温度の推定精度を向上させることができる、磁石温度推定システム、モータ、及び、磁石温度推定方法を提供することである。   This invention is made | formed in view of the said subject, The place made into the objective is the magnet temperature estimation system which can improve the estimation precision of the temperature of the permanent magnet with which the rotor of a motor is equipped, a motor, and It is to provide a magnet temperature estimation method.

本発明の磁石温度推定システムは、固定子コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とからなるモータ、及び、永久磁石の温度を推定する磁石温度推定装置を有する。回転子は、永久磁石と接触するように設けられ、固定子コイルの磁束が作用して電流が流れるように配置される導体を有する。磁石温度推定装置は、回転子を回転駆動させる駆動周波数の交流電力を固定子コイルに印加する電力供給部と、駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力を駆動周波数の交流電力に重畳させる重畳部と、測定周波数の交流電力に基づいてインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスに応じて永久磁石の温度を推定する温度推定部と、を有する。   The magnet temperature estimation system of the present invention includes a motor including a stator including a stator coil and a rotor including a permanent magnet, and a magnet temperature estimation device that estimates the temperature of the permanent magnet. The rotor is provided so as to be in contact with the permanent magnet, and has a conductor that is arranged so that current flows through the magnetic flux of the stator coil. The magnet temperature estimating device superimposes AC power of a measurement frequency different from the drive frequency on the AC power of the drive frequency, and a power supply unit that applies AC power of the drive frequency that rotates the rotor to the stator coil. A superimposing unit; and a temperature estimating unit that measures impedance based on AC power at a measurement frequency and estimates the temperature of the permanent magnet according to the measured impedance.

本発明によれば、モータにおけるインピーダンスと永久磁石の温度との相関関係を利用して、永久磁石の温度を推定している。また、モータの回転時には、回転子コイルの回転磁界が導体に作用することにより導体に電流が流れるため、インピーダンスは、導体の抵抗値に応じて変化する。   According to the present invention, the temperature of the permanent magnet is estimated using the correlation between the impedance of the motor and the temperature of the permanent magnet. Further, when the motor rotates, a current flows through the conductor due to the rotating magnetic field of the rotor coil acting on the conductor, so that the impedance changes according to the resistance value of the conductor.

ここで、導体の抵抗値は、導体の温度に応じて変化する特性がある。そのため、導体を永久磁石と隣接するように設けることにより、インピーダンスと永久磁石の温度との相関関係に、導体の抵抗値の温度特性が影響を及ぼすことになる。導体の抵抗値の単位温度あたりの変化量は比較的大きいため、導体を設けることによって、インピーダンスの単位温度あたりの変化量を大きくすることができる。このようにインピーダンスの単位温度あたりの変化量が大きくなるので、磁石温度推定装置による永久磁石の温度の推定精度を向上させることができる。   Here, the resistance value of the conductor has a characteristic that changes according to the temperature of the conductor. Therefore, by providing the conductor so as to be adjacent to the permanent magnet, the temperature characteristic of the resistance value of the conductor affects the correlation between the impedance and the temperature of the permanent magnet. Since the change amount per unit temperature of the resistance value of the conductor is relatively large, the change amount per unit temperature of the impedance can be increased by providing the conductor. Thus, since the amount of change per unit temperature of impedance becomes large, the estimation accuracy of the temperature of the permanent magnet by the magnet temperature estimation device can be improved.

図1は、第1実施形態による磁石温度推定システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a magnet temperature estimation system according to the first embodiment. 図2は、モータの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the motor. 図3は、磁石部の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the magnet unit. 図4は、磁石温度推定装置のシステム構成図である。FIG. 4 is a system configuration diagram of the magnet temperature estimation device. 図5は、一般的なモータをモデル化した等価回路を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit that models a general motor. 図6は、高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm. 図7は、図2に示すモータをモデル化した等価回路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit in which the motor shown in FIG. 2 is modeled. 図8は、高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm. 図9Aは、第2実施形態のモータの断面図である。FIG. 9A is a cross-sectional view of the motor of the second embodiment. 図9Bは、図9Aに示した磁石部の概略構成図である。FIG. 9B is a schematic configuration diagram of the magnet unit shown in FIG. 9A. 図10は、第3実施形態の磁石部の概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a magnet unit according to the third embodiment. 図11は、第4実施形態の磁石部の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a magnet unit according to the fourth embodiment. 図12Aは、第5実施形態のモータの断面図である。FIG. 12A is a cross-sectional view of the motor of the fifth embodiment. 図12Bは、図12Aに示した磁石部の概略構成図である。12B is a schematic configuration diagram of the magnet unit illustrated in FIG. 12A. 図13は、第6実施形態における永久磁石に流れる電流を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the current flowing through the permanent magnet in the sixth embodiment. 図14は、磁石部における発熱量を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the amount of heat generated in the magnet section.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による磁石温度推定システムについて説明する。
(First embodiment)
A magnet temperature estimation system according to a first embodiment of the present invention will be described.

図1は、第1実施形態による磁石温度推定システムの概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a magnet temperature estimation system according to the first embodiment.

磁石温度推定システム100は、モータ1と、磁石温度推定装置2とにより構成される。   The magnet temperature estimation system 100 includes a motor 1 and a magnet temperature estimation device 2.

モータ1は、3相で動作する永久磁石型の回転同期機(PMSM:Permanent Magnet Synchronous Motor)である。モータ1は、中空円柱状の固定子11と、固定子11の中空部に回転可能に設けられた回転子12とにより構成されている。   The motor 1 is a permanent magnet type synchronous motor (PMSM) that operates in three phases. The motor 1 includes a hollow cylindrical stator 11 and a rotor 12 rotatably provided in a hollow portion of the stator 11.

固定子11は、固定子コイルを備えており、所定の駆動周波数の交流電力が固定子コイルに供給されると所定のタイミングで回転磁界を発生する。   The stator 11 includes a stator coil. When AC power having a predetermined drive frequency is supplied to the stator coil, the stator 11 generates a rotating magnetic field at a predetermined timing.

回転子12は、永久磁石を備えている。固定子11の固定子コイルにより発生する回転磁界が永久磁石に作用することにより、固定子コイルと永久磁石とが誘引または反発することで回転駆動力が発生して、回転子12が固定子11内で回転する。   The rotor 12 includes a permanent magnet. When the rotating magnetic field generated by the stator coil of the stator 11 acts on the permanent magnet, the stator coil and the permanent magnet are attracted or repelled to generate a rotational driving force, so that the rotor 12 is fixed to the stator 11. Rotate within.

磁石温度推定装置2は、モータ1に駆動周波数の交流電力を供給するとともに、モータ1の回転子12が備える永久磁石の温度を推定する。   The magnet temperature estimation device 2 estimates the temperature of a permanent magnet included in the rotor 12 of the motor 1 while supplying AC power with a driving frequency to the motor 1.

次に、図2を参照して、モータ1の詳細な構成について説明する。   Next, a detailed configuration of the motor 1 will be described with reference to FIG.

図2は、モータ1の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor 1.

モータ1の固定子11には、固定子11の軸方向に貫通するスロット21が、固定子11の周方向に等間隔に複数形成されている。このように固定子11にスロット21を複数形成することにより、隣接するスロット21の間にティース22が構成される。そして、ティース22を巻回するように、固定子コイル23が設けられている。   A plurality of slots 21 penetrating in the axial direction of the stator 11 are formed in the stator 11 of the motor 1 at equal intervals in the circumferential direction of the stator 11. By forming a plurality of slots 21 in the stator 11 as described above, teeth 22 are formed between adjacent slots 21. And the stator coil 23 is provided so that the teeth 22 may be wound.

回転子12においては、軸方向に延在する空隙24が形成されており、空隙24に永久磁石を備える磁石部25が挿入されている。磁石部25は、略対向するように対をなしており、対をなした磁石部25が、周方向に等間隔に設けられる。略対向する磁石部25は、それらの永久磁石の対向面が同じ極性となるように配置される。また、略対向する磁石部25と、その隣にて略対向する磁石部25とは、それらの永久磁石の対向面の極性が異なるように配置される。具体的には、図2に示すように、略対向する磁石部25Aと磁石部25Bの隣に略対向する磁石部25C及び磁石部25Dが設けられている場合には、磁石部25Aと磁石部25Bとの永久磁石の対向面がN極であれば、磁石部25Cと磁石部25Dとの永久磁石の対向面がS極となる。   In the rotor 12, a gap 24 extending in the axial direction is formed, and a magnet portion 25 including a permanent magnet is inserted into the gap 24. The magnet portions 25 are paired so as to substantially face each other, and the paired magnet portions 25 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The substantially opposing magnet portions 25 are arranged so that the facing surfaces of those permanent magnets have the same polarity. Moreover, the magnet part 25 which opposes substantially and the magnet part 25 which opposes substantially next to it are arrange | positioned so that the polarity of the opposing surface of those permanent magnets may differ. Specifically, as shown in FIG. 2, when a magnet part 25 </ b> C and a magnet part 25 </ b> D that are substantially opposed to each other are provided next to the magnet part 25 </ b> A and the magnet part 25 </ b> B, the magnet part 25 </ b> A and the magnet part 25 </ b> A are provided. If the facing surface of the permanent magnet with 25B is the N pole, the facing surface of the permanent magnet between the magnet portion 25C and the magnet portion 25D is the S pole.

固定子コイル23は、磁石温度推定装置2から交流電力が印加されると回転磁界を発生させる。固定子コイル23による回転磁界の方向は印加される交流電力の位相に応じて変化するため、固定子コイル23と、回転子12の磁石部25の永久磁石とが誘引と反発とを交互に繰り返すことで回転駆動力が発生し、固定子11内で回転子12が回転する。   The stator coil 23 generates a rotating magnetic field when AC power is applied from the magnet temperature estimation device 2. Since the direction of the rotating magnetic field by the stator coil 23 changes according to the phase of the applied AC power, the stator coil 23 and the permanent magnet of the magnet portion 25 of the rotor 12 alternately repeat attraction and repulsion. Thus, a rotational driving force is generated, and the rotor 12 rotates in the stator 11.

次に、図3を参照して、磁石部25の詳細な構成について説明する。   Next, a detailed configuration of the magnet unit 25 will be described with reference to FIG.

図3は、磁石部25の詳細な構成の概略構成図である。図3における上下方向は、回転子12の軸方向、すなわち、図2における紙面に向かう方向を示している。また、図3における手前方向は、図2における固定子11側に向かう方向を示している。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a detailed configuration of the magnet unit 25. 3 indicates the axial direction of the rotor 12, that is, the direction toward the paper surface in FIG. Further, the front direction in FIG. 3 indicates a direction toward the stator 11 side in FIG.

磁石部25は、回転子12の軸方向に積層された複数の磁石部材31Aにより構成された永久磁石31を備えている。例えば、高効率の運転が求められる電動自動車などのモータ1には、このような複数の磁石部材31Aにより構成される永久磁石31が用いられることが多い。印加される交流電流に応じて固定子コイル23が回転磁界を発生させると、回転子12の永久磁石31の表面において渦電流が発生するためジュール損失が発生してしまう。そこで、永久磁石31を複数の磁石部材31Aにより構成することにより、永久磁石31を1つの永久磁石により構成する場合と比較すると、1つの部材あたりの表面積を小さくすることができる。このようにすることで、渦電流の経路が短くなり、渦電流によるジュール損失を低減することができる。   The magnet unit 25 includes a permanent magnet 31 composed of a plurality of magnet members 31 </ b> A stacked in the axial direction of the rotor 12. For example, a permanent magnet 31 composed of a plurality of such magnet members 31A is often used for a motor 1 such as an electric automobile that is required to operate with high efficiency. When the stator coil 23 generates a rotating magnetic field in accordance with the applied alternating current, an eddy current is generated on the surface of the permanent magnet 31 of the rotor 12, resulting in Joule loss. Therefore, by configuring the permanent magnet 31 with a plurality of magnet members 31A, the surface area per member can be reduced as compared with the case where the permanent magnet 31 is configured with one permanent magnet. By doing in this way, the path | route of an eddy current becomes short and the Joule loss by an eddy current can be reduced.

また、永久磁石31の表面、すなわち、永久磁石31を形成する面のうち、永久磁石31の磁束と鎖交する面を覆うように導体薄膜32が設けられている。このように設けられる導体薄膜32においては、永久磁石31と同様に渦電流が発生することになる。なお、永久磁石31の表面のうち永久磁石31の磁束と鎖交する面は2つある。導体薄膜32は、それらの2つの面のうちの固定子11側の面に設けられている。   In addition, a conductor thin film 32 is provided so as to cover the surface of the permanent magnet 31, that is, the surface forming the permanent magnet 31, and the surface interlinking with the magnetic flux of the permanent magnet 31. In the conductive thin film 32 thus provided, an eddy current is generated in the same manner as the permanent magnet 31. There are two surfaces that interlink with the magnetic flux of the permanent magnet 31 in the surface of the permanent magnet 31. The conductor thin film 32 is provided on the surface on the stator 11 side of the two surfaces.

導体薄膜32は、導電性が高い導体により構成される。導電性が高い材料とは、例えば、アルミや、アルミよりも質量が重くかつ導電率が高い銅などである。このような導体により構成される導体薄膜32は、温度が上昇すると抵抗値が大きくなる特性を有している。   The conductor thin film 32 is made of a highly conductive conductor. Examples of the material having high conductivity include aluminum and copper having a mass heavier than aluminum and high conductivity. The conductive thin film 32 composed of such a conductor has a characteristic that the resistance value increases as the temperature rises.

また、導体薄膜32の厚さは、以下に説明するような電流表皮厚と概ね等しい。一般に、コイルに高調波の交流電力が印加されると、コイルにより発生する磁束の磁束方向に直交するように設けられた導体に渦電流が流れる。この渦電流は、導体の表面から、交流電力の周波数、及び、導体の材料に応じて決まる所定の深さまでの部分を流れることが知られている。このような現象は表皮効果と称されており、また、表皮効果において渦電流が流れる導体表面からの深さは電流表皮厚と称されている。このような電流表皮厚は、以下の式により求めることができる。   The thickness of the conductor thin film 32 is substantially equal to the current skin thickness as described below. In general, when harmonic AC power is applied to a coil, an eddy current flows through a conductor provided to be orthogonal to the direction of the magnetic flux generated by the coil. It is known that this eddy current flows through a portion from the surface of the conductor to a predetermined depth determined according to the frequency of the AC power and the material of the conductor. Such a phenomenon is called the skin effect, and the depth from the surface of the conductor through which the eddy current flows in the skin effect is called the current skin thickness. Such a current skin thickness can be obtained by the following equation.

ただし、式(1)においては、以下の各パラメータが用いられている。
ω:交流電力の角周波数
:導体の導電率
μ:導体の透磁率
However, in the formula (1), the following parameters are used.
ω: angular frequency of AC power: conductivity of conductor μ: permeability of conductor

仮に、導体薄膜32を電流表皮厚よりも厚くなるように構成したとしても、導体薄膜32を電流表皮厚と等しい厚さとなるように構成した場合と比較すると、導体薄膜32に流れる渦電流は大きくならない。そのため、導体薄膜32の固定子方向、すなわち、磁束方向の厚さを、電流表皮厚程度にしておくことにより、導体の使用量を抑制しつつ、渦電流を十分に大きくすることができる。   Even if the conductor thin film 32 is configured to be thicker than the current skin thickness, the eddy current flowing through the conductor thin film 32 is larger than that when the conductor thin film 32 is configured to have a thickness equal to the current skin thickness. Don't be. Therefore, by setting the thickness of the conductor thin film 32 in the stator direction, that is, in the magnetic flux direction to about the current skin thickness, it is possible to sufficiently increase the eddy current while suppressing the amount of conductor used.

また、永久磁石31と導体薄膜32とは熱伝導性が高い接着部材33により接合されている。なお、接着部材33は、例えば、アルミナや、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの熱伝導性に優れた材料がフィラーとして含有された接着剤である。   Further, the permanent magnet 31 and the conductor thin film 32 are joined by an adhesive member 33 having high thermal conductivity. The adhesive member 33 is an adhesive containing, as a filler, a material having excellent thermal conductivity such as alumina, aluminum nitride, or boron nitride.

次に、図4を用いて、磁石温度推定装置2について説明する。   Next, the magnet temperature estimation device 2 will be described with reference to FIG.

図4は、磁石温度推定装置2のシステム構成図である。なお、各構成の入出力の線に付された2本斜線および3本斜線は、それぞれ、各構成にて入出力される値が2次元、3次元のベクトルであることを示している。   FIG. 4 is a system configuration diagram of the magnet temperature estimation device 2. Note that the two oblique lines and the three oblique lines attached to the input / output lines of each configuration indicate that the values input / output in each configuration are two-dimensional and three-dimensional vectors, respectively.

図4に示すように、磁石温度推定装置2は、電力供給部41と、重畳部42と、磁石温度推定部43とを有する。   As shown in FIG. 4, the magnet temperature estimation device 2 includes a power supply unit 41, a superposition unit 42, and a magnet temperature estimation unit 43.

電力供給部41は、不図示のモータコントローラなどから入力される基本波電流指令値idsf*、iqsf*に応じて、駆動周波数(基本波)の交流電力である3相電圧vu、vv、vwをモータ1に出力することにより、モータ1を回転駆動させる。 The power supply unit 41 generates three-phase voltages vu, vv, and vw that are AC power at the drive frequency (fundamental wave) in accordance with fundamental wave current command values idsf * and iqsf * that are input from a motor controller (not shown). By outputting to the motor 1, the motor 1 is rotationally driven.

重畳部42には、磁石部25の温度を推定するために、基本波の駆動周波数よりも周波数が高い高調波である測定周波数の高調波電流指令値idsc*、iqsc*が入力される。そして、重畳部42は、入力に応じた高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を電力供給部41に出力することで、電力供給部41がモータ1に供給する交流電力に高調波成分の電力を重畳する。 In order to estimate the temperature of the magnet unit 25, the superimposition unit 42 receives harmonic current command values idsc * and iqsc * of a measurement frequency that is a higher harmonic than the fundamental drive frequency. Then, the superimposing unit 42 outputs the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * according to the input to the power supply unit 41, whereby the power of the harmonic component is added to the AC power supplied to the motor 1 by the power supply unit 41. Is superimposed.

磁石温度推定部43は、入力される高調波電流指令値idsc*、iqsc*、及び、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を用いて、測定周波数でのインピーダンスを求め、求めたインピーダンスを用いて磁石部25の磁石温度Tmを推定する。このように推定された磁石温度Tmが永久磁石31の不可逆消磁温度に達する前に、電力供給部41に入力される基本波電流指令値idsf*、iqsf*を制限してモータ1の回転速度を制限することにより、永久磁石31が不可逆消磁してしまうことを防ぐことができる。 The magnet temperature estimator 43 obtains the impedance at the measurement frequency using the input harmonic current command values idsc * , iqsc * and the harmonic voltage command values vdsc * , vqsc *, and uses the obtained impedance. The magnet temperature Tm of the magnet unit 25 is estimated. Before the estimated magnet temperature Tm reaches the irreversible demagnetizing temperature of the permanent magnet 31, the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * input to the power supply unit 41 are limited to reduce the rotation speed of the motor 1. By limiting, it is possible to prevent the permanent magnet 31 from being irreversibly demagnetized.

なお、基本波電流指令値idsf*、iqsf*の周波数は、モータ1を回転させる回転速度に応じて変化する。また、基本波電流指令値idsf*、iqsf*は、回転座標軸(dq軸)を用いて表されている。 Note that the frequencies of the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * vary according to the rotational speed at which the motor 1 is rotated. Further, the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * are expressed using a rotation coordinate axis (dq axis).

高調波電流指令値idsc*、iqsc*は、上述のように、永久磁石31の温度の推定に用いる高調波の電力をモータ1に供給するための指令値である。高調波電流指令値idsc*、iqsc*の周波数は、モータ1の回転中には変更されず一定であるものとする。また、本実施形態では、高調波成分の指令値によってモータ1に回転トルクを発生させないように、q軸成分の高調波電流指令値iqsc*をゼロとし、d軸成分の高調波電流指令値idsc*だけが変更されて磁石温度推定装置2に入力されるものとする。また、高調波電流指令値の振幅は、モータ1への影響を小さくするために、基本波電流指令値の振幅よりも小さいものとする。 The harmonic current command values idsc * and iqsc * are command values for supplying the motor 1 with harmonic power used for estimating the temperature of the permanent magnet 31 as described above. The frequencies of the harmonic current command values idsc * and iqsc * are assumed to be constant without being changed while the motor 1 is rotating. Further, in the present embodiment, the harmonic current command value iqsc * of the q-axis component is set to zero and the harmonic current command value idsc of the d-axis component is set so that the rotational torque is not generated in the motor 1 by the command value of the harmonic component. It is assumed that only * is changed and input to the magnet temperature estimation device 2. The amplitude of the harmonic current command value is assumed to be smaller than the amplitude of the fundamental current command value in order to reduce the influence on the motor 1.

次に、電力供給部41、重畳部42、及び、磁石温度推定部43の詳細な構成について説明する。   Next, detailed configurations of the power supply unit 41, the superimposing unit 42, and the magnet temperature estimation unit 43 will be described.

電力供給部41は、減算器411、電流制御部412、加算器413、座標変換部414、電力変換部415、電流検出部416、座標変換部417、及び、バンドストップフィルター418を備える。   The power supply unit 41 includes a subtracter 411, a current control unit 412, an adder 413, a coordinate conversion unit 414, a power conversion unit 415, a current detection unit 416, a coordinate conversion unit 417, and a band stop filter 418.

また、電力供給部41においては、基本波電流指令値idsf*、iqsf*が減算器411に入力されるとともに、重畳部42の共振制御部422から高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*が加算器413に入力される。そして、電力変換部415は、これらの入力に応じて、3相電圧vu、vv、vwをモータ1に出力する。 In the power supply unit 41, the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * are input to the subtractor 411, and the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * are added from the resonance control unit 422 of the superimposing unit 42. Is input to the device 413. Then, the power conversion unit 415 outputs the three-phase voltages vu, vv, vw to the motor 1 in accordance with these inputs.

減算器411は、基本波電流指令値idsf*、iqsf*から、それぞれ基本波検出電流値idsf、iqsfを減算し、これらの減算結果を電流制御部412に出力する。なお、基本波検出電流値idsf、iqsfは、モータ1に印加される電流の検出値の基本波成分である。 The subtractor 411 subtracts the fundamental wave detection current values idsf and iqsf from the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * , respectively, and outputs the subtraction results to the current control unit 412. The fundamental wave detection current values idsf and iqsf are fundamental wave components of the detection value of the current applied to the motor 1.

電流制御部412は、減算器411の減算結果がそれぞれゼロに近づくように、すなわち、基本波電流指令値idsf*、iqsf*と、基本波電流検出値idsf、iqsfとの偏差がなくなるように比例積分制御を行い、第1電圧指令値vd0*、vq0*を加算器413に出力する。 The current control unit 412 is proportional so that the subtraction results of the subtractor 411 approach zero, that is, so that there is no deviation between the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * and the fundamental wave current detection values idsf and iqsf. Integration control is performed, and the first voltage command values vd0 * and vq0 * are output to the adder 413.

加算器413は、電流制御部412から出力された第1電圧指令値vd0*、vq0*に、重畳部42の共振制御部422から出力された高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を加算する。そして、加算器413は、高調波成分が重畳された第2電圧指令値vds*、vqs*を座標変換部414へ出力する。 The adder 413 adds the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * output from the resonance control unit 422 of the superposition unit 42 to the first voltage command values vd0 * and vq0 * output from the current control unit 412. . Then, the adder 413 outputs the second voltage command values vds * and vqs * on which the harmonic components are superimposed to the coordinate conversion unit 414.

座標変換部414は、加算器413から出力された第2電圧指令値vds*、vqs*に対して、回転座標(dq軸)から3相座標(uvw相)への変換を行い、3相電圧指令値vu*、vv*、vw*を算出する。そして、座標変換部414は、算出した3相電圧指令値vu*、vv*、vw*を、電力変換部415に出力する。 The coordinate conversion unit 414 converts the second voltage command values vds * and vqs * output from the adder 413 from a rotation coordinate (dq axis) to a three-phase coordinate (uvw phase), and outputs a three-phase voltage. Command values vu * , vv * , vw * are calculated. Then, the coordinate conversion unit 414 outputs the calculated three-phase voltage command values vu * , vv * , vw * to the power conversion unit 415.

電力変換部415は、例えばコンバータとインバータで構成される電力変換回路を備えている。また、電力変換部415には、不図示のバッテリーから直流電力が供給されている。電力変換部415は、3相電圧指令値vu*、vv*、vw*によりインバータが制御されることで、バッテリーからの直流電力を交流である3相電圧vu、vv、vwに変換して、モータ1に出力する。なお、インバータとしては、電圧型インバータまたは電流型インバータを用いることができる。 The power conversion unit 415 includes a power conversion circuit including, for example, a converter and an inverter. The power converter 415 is supplied with DC power from a battery (not shown). The power conversion unit 415 converts the DC power from the battery into AC three-phase voltages vu, vv, vw by controlling the inverter with the three-phase voltage command values vu * , vv * , vw * , Output to the motor 1. Note that a voltage type inverter or a current type inverter can be used as the inverter.

電流検出部416は、例えばホール素子などを用いて構成され、3相電圧vu、vv、vwがモータ1に印加される際に、磁石温度推定装置2からモータ1へと流れる3相電流iu、iv、iwを検出する。電流検出部416は、検出した3相電流iu、iv、iwを座標変換部417に出力する。   The current detection unit 416 is configured using, for example, a Hall element or the like, and when the three-phase voltages vu, vv, and vw are applied to the motor 1, the three-phase current iu that flows from the magnet temperature estimation device 2 to the motor 1 is applied. iv and iw are detected. The current detection unit 416 outputs the detected three-phase currents iu, iv, iw to the coordinate conversion unit 417.

座標変換部417は、電流検出部416により検出された3相電流iu、iv、iwに対して、3相座標から回転座標への座標変換を行い、検出電流ids、iqsを求める。そして、座標変換部417は、求めた検出電流ids、iqsを、バンドストップフィルター418、および、重畳部42のバンドパスフィルター423に出力する。   The coordinate conversion unit 417 performs coordinate conversion from the three-phase coordinates to the rotation coordinates with respect to the three-phase currents iu, iv, iw detected by the current detection unit 416, and obtains detection currents ids, iqs. Then, the coordinate conversion unit 417 outputs the obtained detection currents ids and iqs to the band stop filter 418 and the band pass filter 423 of the superposition unit 42.

バンドストップフィルター418は、重畳された高調波の周波数帯の信号をカットする。これにより、バンドストップフィルター418は、検出電流ids、iqsの高調波成分をカットして求めた基本波検出電流値idsf、iqsfを減算器411に出力する。   The band stop filter 418 cuts the signal of the superimposed harmonic frequency band. Thereby, the band stop filter 418 outputs the fundamental wave detection current values idsf and iqsf obtained by cutting the harmonic components of the detection currents ids and iqs to the subtractor 411.

重畳部42は、減算器421と、共振制御部422と、バンドパスフィルター423とを備える。重畳部42は、減算器421への高調波電流指令値idsc*、iqsc*の入力に応じて、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を電力供給部41の加算器413および磁石温度推定部43に出力する。 The superimposing unit 42 includes a subtractor 421, a resonance control unit 422, and a band pass filter 423. The superimposing unit 42 converts the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * into the adder 413 and the magnet temperature estimating unit of the power supply unit 41 according to the inputs of the harmonic current command values idsc * and iqsc * to the subtractor 421. Output to 43.

バンドパスフィルター423は、高調波の周波数帯の信号のみを通す。これにより、バンドパスフィルター423は、座標変換部417から出力される検出電流ids、iqsの基本波成分をカットして求めた高調波検出電流値idsc、iqscを減算器421に出力する。   The bandpass filter 423 passes only signals in the harmonic frequency band. As a result, the band pass filter 423 outputs the harmonic detection current values idsc and iqsc obtained by cutting the fundamental wave components of the detection currents ids and iqs output from the coordinate conversion unit 417 to the subtractor 421.

減算器421には、高調波電流指令値idsc*、iqsc*が入力されるとともに、バンドパスフィルター423からの高調波検出電流値idsc、iqscがフィードバック入力される。減算器421は、高調波電流指令値idsc*、iqsc*から高調波検出電流値idsc、iqscをそれぞれ減算し、減算結果を共振制御部422に出力する。 To the subtractor 421, the harmonic current command value IDSC *, with Iqsc * is input, the harmonic current value detected IDSC from band-pass filter 423, Iqsc is feedback input. The subtractor 421 subtracts the harmonic detection current values idsc and iqsc from the harmonic current command values idsc * and iqsc * , respectively, and outputs the subtraction result to the resonance control unit 422.

共振制御部422は、減算器421からの出力がゼロに近づくように、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を生成する。そして、共振制御部422は、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を、電力供給部41の加算器413、及び、磁石温度推定部43に出力する。 The resonance control unit 422 generates the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * so that the output from the subtracter 421 approaches zero. Then, the resonance control unit 422 outputs the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * to the adder 413 and the magnet temperature estimation unit 43 of the power supply unit 41.

なお、共振制御部422は、高調波電圧指令値の振幅や、高調波電圧指令値の出力間隔を任意に設定することができる。なお、q軸成分の高調波電圧指令値vqsc*は、モータ1の回転トルクの制御に用いられる。そのため、モータ1の回転トルクに影響を与えないように、共振制御部422は、q軸成分の高調波電圧指令値vqsc*としてゼロを出力し、d軸成分の高調波電圧指令値vdsc*のみを変化させて出力する。 The resonance control unit 422 can arbitrarily set the amplitude of the harmonic voltage command value and the output interval of the harmonic voltage command value. Note that the harmonic voltage command value vqsc * of the q-axis component is used for controlling the rotational torque of the motor 1. Therefore, so as not to affect the rotation torque of the motor 1, the resonance control section 422 outputs zero as the harmonic voltage command value of q-axis component Vqsc *, harmonic voltage command values of the d-axis component Vdsc * only Change to output.

本実施形態では、共振制御部422は、パルセイティング・ベクトル・インジェクション(Pulsating vector injection)方式によって高調波電圧指令値vdsc*を出力するものとする。具体的には、共振制御部422は、高調波電圧指令値vdsc*に正負の符号を交互に付して出力する。このようにすることにより、モータ1への指令値として加算器413から出力される第2電圧指令値vds*、vqs*においては、d軸方向に高調波電圧指令値vdsc*の進みと遅れとが交互に生じることになる。 In the present embodiment, it is assumed that the resonance control unit 422 outputs the harmonic voltage command value vdsc * by a pulsating vector injection method. Specifically, the resonance control unit 422 outputs the harmonic voltage command value vdsc * with alternating positive and negative signs. In this way, in the second voltage command values vds * and vqs * output from the adder 413 as a command value to the motor 1, the advance and delay of the harmonic voltage command value vdsc * in the d-axis direction Will occur alternately.

磁石温度推定部43には、高調波電流指令値idsc*、iqsc*が入力されるとともに、重畳部42の共振制御部422から高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*が入力される。なお、上述のように、q軸成分の高調波電流指令値iqsc*、及び、高調波電圧指令値vqsc*はゼロである。そして、磁石温度推定部43は、高調波電圧指令値と高調波電流指令値とを用いて測定したインピーダンスに応じて、永久磁石31の温度を推定する。 The magnet temperature estimating unit 43, the harmonic current command value IDSC *, with Iqsc * is input, the harmonic voltage instruction value vdsc from the resonance control unit 422 of the overlapping portion 42 *, vqsc * is input. As described above, the harmonic current command value iqsc * and the harmonic voltage command value vqsc * of the q-axis component are zero. Then, the magnet temperature estimation unit 43 estimates the temperature of the permanent magnet 31 according to the impedance measured using the harmonic voltage command value and the harmonic current command value.

具体的には、磁石温度推定部43は、重畳される高調波の周波数に応じた不図示のバンドパスフィルターを有しており、パルセイティング・ベクトル・インジェクション方式で印加された高調波電圧指令値vdsc*の正または負のいずれかの値を抽出する。磁石温度推定部43は、入力された高調波電流指令値idsc*と、バンドパスフィルターを経た高調波電圧指令値vdsc*とを用いて、高調波成分のインピーダンスZhを算出することができる。 Specifically, the magnet temperature estimation unit 43 has a bandpass filter (not shown) corresponding to the harmonic frequency to be superimposed, and the harmonic voltage command value applied by the pulsating vector injection method. Extract either positive or negative value of vdsc * . The magnet temperature estimation unit 43 can calculate the impedance Zh of the harmonic component using the input harmonic current command value idsc * and the harmonic voltage command value vdsc * that has passed through the band pass filter.

ここで、高調波成分のインピーダンスZhの実部Rdは、固定子11の磁石部25の温度、すなわち、永久磁石31の温度と相関関係があることが知られている。そのため、磁石温度推定部43は、高調波インピーダンスの実部Rdと永久磁石31の温度との相関関係を示すテーブルを予め記憶しておき、算出した高調波インピーダンスの実部Rdと記憶している相関関係を示すテーブルとを用いて、永久磁石31の温度を推定することができる。   Here, it is known that the real part Rd of the harmonic component impedance Zh has a correlation with the temperature of the magnet part 25 of the stator 11, that is, the temperature of the permanent magnet 31. Therefore, the magnet temperature estimation unit 43 stores in advance a table indicating the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the temperature of the permanent magnet 31, and stores the calculated real part Rd of the harmonic impedance. The temperature of the permanent magnet 31 can be estimated using a table indicating the correlation.

ここで、図5を用いて、磁石温度推定部43により測定される高調波インピーダンスの実部Rdと、永久磁石31の温度との相関関係について説明する。   Here, the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance measured by the magnet temperature estimation unit 43 and the temperature of the permanent magnet 31 will be described with reference to FIG.

図5は、磁石温度推定装置2により永久磁石の温度を推定することができる一般的なモータをモデル化した等価回路を示す図である。図5(a)にモータの構成が示されており、図5(b)に図5(a)のモータと等価な磁束回路が示されている。なお、図5におけるモータ1の回転子12の磁石部25には、導体薄膜32が設けられていないものとする。   FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit that models a general motor that can estimate the temperature of the permanent magnet by the magnet temperature estimation device 2. FIG. 5 (a) shows the configuration of the motor, and FIG. 5 (b) shows a magnetic flux circuit equivalent to the motor of FIG. 5 (a). It is assumed that no conductor thin film 32 is provided in the magnet portion 25 of the rotor 12 of the motor 1 in FIG.

図5(a)においては、図4に示した電力変換部415から出力される3相電圧vu、vv、vwの高調波成分が高調波電圧Vhとして固定子コイル23に印加される。また、固定子コイル23に印加される電流の高調波成分が高調波電流Ihとして示されている。この高調波電流Ihは、図4の電流検出部416にて検出される3相電流iu、iv、iwの高調波成分である。   In FIG. 5A, the harmonic components of the three-phase voltages vu, vv, vw output from the power converter 415 shown in FIG. 4 are applied to the stator coil 23 as the harmonic voltage Vh. Further, the harmonic component of the current applied to the stator coil 23 is shown as a harmonic current Ih. This harmonic current Ih is a harmonic component of the three-phase currents iu, iv, iw detected by the current detector 416 in FIG.

固定子コイル23に磁石温度推定装置2(図5では不図示)から高調波電圧Vhが印加されると、固定子コイル23は磁石部25との間において高調波成分を有する回転磁界を発生させる。そのため、磁石部25の永久磁石31の表面において、固定子コイル23の回転磁界の高調波成分に応じて渦電流が発生する。したがって、磁石部25は、インダクタンス成分を有することになる。このようにして、モータ1が回転しているときには、固定子11と回転子12とにより磁束回路が構成されることになる。   When the harmonic voltage Vh is applied to the stator coil 23 from the magnet temperature estimation device 2 (not shown in FIG. 5), the stator coil 23 generates a rotating magnetic field having a harmonic component with the magnet unit 25. . Therefore, an eddy current is generated on the surface of the permanent magnet 31 of the magnet unit 25 according to the harmonic component of the rotating magnetic field of the stator coil 23. Therefore, the magnet part 25 has an inductance component. In this way, when the motor 1 is rotating, the stator 11 and the rotor 12 constitute a magnetic flux circuit.

ここで、固定子コイル23は、抵抗成分がRcであり、インダクタンス成分がLcであるものとする。   Here, the stator coil 23 has a resistance component Rc and an inductance component Lc.

また、磁石部25は、抵抗成分がRxであり、インダクタンス成分がLxであるものとする。なお、磁石部25は主に永久磁石31のみで構成されているため、磁石部25の抵抗成分Rxは、永久磁石31の抵抗成分Rmとなる。永久磁石31の抵抗成分Rmは磁石温度Tmに応じて変化するため、磁石部25の抵抗成分はRx(Tm)と示すものとする。また、磁石部25のインダクタンス成分Lxは、永久磁石31のインダクタンス成分Lmとなる。また、磁石部25のインダクタンス成分Lmは、磁石温度Tm、および、高調波電流値Ihに応じて変化するため、Lx(Tm,Ih)と示すものとする。   In addition, the magnet unit 25 has a resistance component Rx and an inductance component Lx. In addition, since the magnet part 25 is mainly composed only of the permanent magnet 31, the resistance component Rx of the magnet part 25 becomes the resistance component Rm of the permanent magnet 31. Since the resistance component Rm of the permanent magnet 31 changes according to the magnet temperature Tm, the resistance component of the magnet unit 25 is represented as Rx (Tm). Further, the inductance component Lx of the magnet unit 25 becomes the inductance component Lm of the permanent magnet 31. Moreover, since the inductance component Lm of the magnet part 25 changes according to the magnet temperature Tm and the harmonic current value Ih, it shall be shown as Lx (Tm, Ih).

ここで、高調波電圧Vhと高調波電流値Ihとから、Zh=Vh/Ihの関係を用いて高調波インピーダンスZhを演算する。そのような場合には、高調波インピーダンスZhの実部Rdは、式(2)で表される。   Here, the harmonic impedance Zh is calculated from the harmonic voltage Vh and the harmonic current value Ih using the relationship of Zh = Vh / Ih. In such a case, the real part Rd of the harmonic impedance Zh is expressed by Expression (2).

ただし、Mは相互インダクタンス、ωは高調波電圧Vhの角周波数である。なお、相互インダクタンスMは、磁石温度Tm、および、高調波電流値Ihに応じて変化するため、M(Tm,Ih)と示される。式(2)によれば、高調波インピーダンスの実部Rdは、磁石部25の温度である磁石温度Tmと、図6に示すような相関関係がある。 Where M is the mutual inductance, and ω is the angular frequency of the harmonic voltage Vh. Since mutual inductance M changes according to magnet temperature Tm and harmonic current value Ih, it is indicated as M (Tm, Ih). According to the equation (2), the real part Rd of the harmonic impedance has a correlation as shown in FIG. 6 with the magnet temperature Tm which is the temperature of the magnet part 25.

図6は、図5に示したような、磁石部25に導体薄膜32が設けられていないモータにおける、高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示すグラフである。横軸は、磁石温度Tmを示し、縦軸は、高調波インピーダンスの実部Rdを示している。図6には、磁石温度Tmが増加すると高調波インピーダンスの実部Rdが増加するような相関関係が示されている。そのため、磁石温度推定部43は、求めた高調波インピーダンスの実部Rdと、図6に示したような相関関係とを用いることにより、磁石温度Tmを推定することができる。   FIG. 6 is a graph showing the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm in the motor in which the conductor thin film 32 is not provided in the magnet part 25 as shown in FIG. The horizontal axis represents the magnet temperature Tm, and the vertical axis represents the real part Rd of the harmonic impedance. FIG. 6 shows a correlation in which the real part Rd of the harmonic impedance increases as the magnet temperature Tm increases. Therefore, the magnet temperature estimation unit 43 can estimate the magnet temperature Tm by using the real part Rd of the obtained harmonic impedance and the correlation as shown in FIG.

次に、本実施形態のように、磁石部25に導体薄膜32が設けられているモータについて説明する。このようなモータでは、回転子12が回転する場合には、固定子コイル23による回転磁界の磁束と垂直に設けられた導体薄膜32において、渦電流が発生する。したがって、モータ1は、図7に示したような等価回路となる。   Next, a motor in which the conductor thin film 32 is provided in the magnet portion 25 as in the present embodiment will be described. In such a motor, when the rotor 12 rotates, an eddy current is generated in the conductive thin film 32 provided perpendicular to the magnetic flux of the rotating magnetic field generated by the stator coil 23. Therefore, the motor 1 becomes an equivalent circuit as shown in FIG.

図7は、本実施形態のような、導体薄膜32が設けられたモータ1の等価回路を示す図である。図7は、図5に示した一般的なモータの等価回路と比較すると、導体薄膜32に起因する抵抗成分及びインダクタンス成分が追加されている。なお、永久磁石31は、抵抗成分がRmであり、インダクタンス成分がLmであるものとする。また、導体薄膜32は、抵抗成分がRfであり、インダクタンス成分がLfであるものとする。   FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the motor 1 provided with the conductive thin film 32 as in the present embodiment. Compared with the equivalent circuit of the general motor shown in FIG. 5 in FIG. 7, a resistance component and an inductance component due to the conductive thin film 32 are added. The permanent magnet 31 has a resistance component Rm and an inductance component Lm. The conductive thin film 32 has a resistance component Rf and an inductance component Lf.

ここで、式(2)における磁石部25の抵抗成分Rxは、永久磁石31の抵抗成分Rmと、導体薄膜32の抵抗成分Rfとを合成することで求められる。また、磁石部25のインダクタンス成分Lxは、永久磁石31のインダクタンス成分Lmと、導体薄膜32のインダクタンス成分Lfとを合成することで求められる。したがって、測定されるインピーダンスの実部Rdは、回転子12全体のインピーダンスの実部であり、すなわち、永久磁石21と導体薄膜32とより構成される磁石部25のインピーダンスの実部となる。   Here, the resistance component Rx of the magnet portion 25 in the equation (2) is obtained by combining the resistance component Rm of the permanent magnet 31 and the resistance component Rf of the conductor thin film 32. Further, the inductance component Lx of the magnet portion 25 is obtained by combining the inductance component Lm of the permanent magnet 31 and the inductance component Lf of the conductor thin film 32. Therefore, the real part Rd of the impedance to be measured is the real part of the impedance of the entire rotor 12, that is, the real part of the impedance of the magnet unit 25 composed of the permanent magnet 21 and the conductive thin film 32.

上述のように、導体薄膜32の抵抗値は、温度が上昇すると増加する特性がある。そのため、式(2)における磁石部25の抵抗値Rx(Tm)の温度特性において、導体薄膜32の温度特性が加味されることになる。   As described above, the resistance value of the conductive thin film 32 has a characteristic of increasing as the temperature rises. Therefore, the temperature characteristic of the conductor thin film 32 is added to the temperature characteristic of the resistance value Rx (Tm) of the magnet part 25 in the equation (2).

図8は、磁石部25が導体薄膜32を備えるモータ1における高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示す図である。横軸は、磁石温度Tmを示し、縦軸は、高調波インピーダンスの実部Rdを示している。   FIG. 8 is a diagram showing a correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm in the motor 1 in which the magnet part 25 includes the conductor thin film 32. The horizontal axis represents the magnet temperature Tm, and the vertical axis represents the real part Rd of the harmonic impedance.

ここで、磁石部25が導体薄膜32を備えていない場合の図6と、磁石部25が導体薄膜32を備える場合の図8とを比較すると、高調波インピーダンスの実部Rdの単位温度あたりの変化量は、図8に示したような導体薄膜32が設けられている場合の方が大きい。これは、導体薄膜32を設けることにより、式(2)における第2項の分母に含まれる磁石部25の抵抗成分Rxの単位温度あたりの変化量がより大きくなるためである。   Here, when FIG. 6 when the magnet part 25 is not provided with the conductor thin film 32 and FIG. 8 when the magnet part 25 is provided with the conductor thin film 32 are compared, per unit temperature of the real part Rd of the harmonic impedance. The amount of change is larger when the conductor thin film 32 as shown in FIG. 8 is provided. This is because by providing the conductive thin film 32, the amount of change per unit temperature of the resistance component Rx of the magnet part 25 included in the denominator of the second term in Expression (2) becomes larger.

第1実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the first embodiment.

第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、磁石温度推定装置2において、重畳部42は、電力供給部41から出力されてモータ1へ供給される基本波の電力に、高調波の電力を重畳させる。そして、磁石温度推定部43は、高調波電圧Vhを高調波電流Ihで除することにより、高調波成分のインピーダンスを求める。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, in the magnet temperature estimation device 2, the superimposing unit 42 outputs harmonic power to the fundamental power output from the power supply unit 41 and supplied to the motor 1. Is superimposed. Then, the magnet temperature estimation unit 43 obtains the impedance of the harmonic component by dividing the harmonic voltage Vh by the harmonic current Ih.

モータ1の回転子12においては、モータ1の回転時には、固定子コイル23による回転磁界が作用することにより導体薄膜32に電流が流れる。このように導体薄膜32に電流が流れることで、図8に示したように、磁石温度推定部43により測定される高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係において、導体薄膜32の温度特性が加味される。すなわち、図6に示した一般的なモータにおける相関関係と比較すると、高調波インピーダンスの実部Rdの単位温度あたりの変化量である変化率が大きい。したがって、磁石温度推定部43は、図8の相関関係を用いることにより、図6の相関関係を用いる場合と比べて、永久磁石31の温度を高い精度で推定することができる。   In the rotor 12 of the motor 1, when the motor 1 rotates, a current flows through the conductive thin film 32 due to the rotating magnetic field generated by the stator coil 23. Since the current flows in the conductive thin film 32 in this way, as shown in FIG. 8, in the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance measured by the magnet temperature estimation unit 43 and the magnet temperature Tm, the conductive thin film 32 is provided. Is taken into account. That is, compared with the correlation in the general motor shown in FIG. 6, the rate of change, which is the amount of change per unit temperature of the real part Rd of the harmonic impedance, is large. Therefore, the magnet temperature estimation unit 43 can estimate the temperature of the permanent magnet 31 with higher accuracy by using the correlation shown in FIG. 8 than in the case where the correlation shown in FIG. 6 is used.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体薄膜32は、永久磁石31を形成する面、すなわち、永久磁石31の表面のうち、永久磁石31の磁束と鎖交する面に設けられている。ここで、固定子11の固定子コイル23の回転磁界と、回転子12の磁石部25の永久磁石31の磁界とは同一直線上となりうるように構成されており、それらの磁界が相互に影響を及ぼすことで、モータ1が回転駆動する。すなわち、導体薄膜32は、回転磁界と鎖交可能に構成されている。そのため、固定子コイル23に交流電力が印加されると、固定子コイル23の回転磁界と鎖交するように設けられた導体薄膜32において渦電流が流れることになる。   Further, according to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, the conductor thin film 32 is on the surface that forms the permanent magnet 31, that is, the surface that interlinks with the magnetic flux of the permanent magnet 31 among the surfaces of the permanent magnet 31. Is provided. Here, the rotating magnetic field of the stator coil 23 of the stator 11 and the magnetic field of the permanent magnet 31 of the magnet portion 25 of the rotor 12 are configured to be on the same straight line, and these magnetic fields influence each other. As a result, the motor 1 is rotationally driven. That is, the conductor thin film 32 is configured to be capable of interlinking with a rotating magnetic field. Therefore, when AC power is applied to the stator coil 23, an eddy current flows in the conductive thin film 32 provided so as to be linked to the rotating magnetic field of the stator coil 23.

このように導体薄膜32において渦電流が流れるため、図8に示したように、磁石温度推定部43により測定される高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係において、導体薄膜32の温度特性が加味される。したがって、高調波インピーダンスの実部Rdの変化率が大きくなるため、磁石温度推定部43は、磁石部25の温度をより高い精度で推定することができる。   Since the eddy current flows in the conductor thin film 32 in this way, as shown in FIG. 8, the conductor thin film 32 is correlated with the real part Rd of the harmonic impedance measured by the magnet temperature estimating unit 43 and the magnet temperature Tm. Is taken into account. Therefore, since the rate of change of the real part Rd of the harmonic impedance is increased, the magnet temperature estimation unit 43 can estimate the temperature of the magnet unit 25 with higher accuracy.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、永久磁石31の磁束が鎖交する面のうち、固定子コイル23と対向する側の面に導体薄膜32が設けられている。ここで、永久磁石31の磁束が鎖交する面のうち、固定子11と対向している面においての方が、固定子11と対向していない面においてよりも、固定子コイル23の回転磁界の大きさが大きい。そのため、高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係における導体薄膜32の温度特性の影響が大きくなる。このようにすることで、導体薄膜32を、永久磁石31の磁束が鎖交する面のうちの、前記固定子コイルと対向する側の面に設けることにより、導体の使用量を抑えつつ、永久磁石31の温度の推定精度を高めることができる。   Moreover, according to the magnet temperature estimation system 100 of 1st Embodiment, the conductor thin film 32 is provided in the surface on the side facing the stator coil 23 among the surfaces where the magnetic flux of the permanent magnet 31 is linked. Here, among the surfaces where the magnetic flux of the permanent magnet 31 is interlinked, the rotating magnetic field of the stator coil 23 is greater on the surface facing the stator 11 than on the surface not facing the stator 11. The size of is large. Therefore, the influence of the temperature characteristics of the conductive thin film 32 on the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm increases. In this way, the conductor thin film 32 is provided on the surface on the side facing the stator coil among the surfaces where the magnetic flux of the permanent magnet 31 is linked, so that the amount of the conductor used is suppressed and the permanent thin film 32 is permanently removed. The estimation accuracy of the temperature of the magnet 31 can be increased.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体薄膜32は、その厚さが、駆動周波数である基本波周波数、導体の導電率、及び、導体の透磁率に応じて定められる電流表皮厚となるように形成される。導体に流れる渦電流は、導体表面から電流表皮厚だけ内側の領域のみを流れるため、導体薄膜32を電流表皮厚よりも厚く形成しても、渦電流を大きくすることはできない。そこで、導体薄膜32の厚さを電流表皮厚とすることにより、高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係における導体薄膜32の温度特性の影響を十分に大きくすることができる。したがって、導体の使用量を抑えつつ、磁石温度の推定精度を高めることができる。   Further, according to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, the thickness of the conductor thin film 32 is determined according to the fundamental frequency that is the drive frequency, the conductivity of the conductor, and the permeability of the conductor. It is formed to have a current skin thickness. Since the eddy current flowing through the conductor flows only in the region inside the current skin thickness from the conductor surface, the eddy current cannot be increased even if the conductor thin film 32 is formed thicker than the current skin thickness. Therefore, by making the thickness of the conductor thin film 32 the current skin thickness, the influence of the temperature characteristics of the conductor thin film 32 on the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm can be sufficiently increased. Accordingly, it is possible to increase the estimation accuracy of the magnet temperature while suppressing the amount of the conductor used.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、良好な熱伝導性を有する接着部材33によって永久磁石31と導体薄膜32とは接合されているため、磁石部25を構成する永久磁石31と導体薄膜32との間の温度差を小さくすることができる。ここで、永久磁石31と導体薄膜32との間に温度差が生じてしまうと、測定される高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係は、図8に示したような理想的な相関関係とならない。そのため、永久磁石31と導体薄膜32との間の温度差を小さくすることにより、予め記憶している相関関係を用いて測定される永久磁石31の温度と、実際の永久磁石31の温度とをより一致させることができるため、永久磁石31の温度の推定精度を向上させることができる。   Further, according to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, the permanent magnet 31 and the conductor thin film 32 are joined by the adhesive member 33 having good thermal conductivity, and thus the permanent magnet constituting the magnet portion 25. The temperature difference between 31 and the conductive thin film 32 can be reduced. Here, if a temperature difference occurs between the permanent magnet 31 and the conductive thin film 32, the correlation between the real part Rd of the measured harmonic impedance and the magnet temperature Tm is ideal as shown in FIG. It does not become a general correlation. Therefore, by reducing the temperature difference between the permanent magnet 31 and the conductor thin film 32, the temperature of the permanent magnet 31 measured using the correlation stored in advance and the actual temperature of the permanent magnet 31 are set. Since it can match more, the estimation precision of the temperature of the permanent magnet 31 can be improved.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体薄膜32は、例えば、アルミニウムにより構成されている。アルミニウムは良好な導電性を有しており、発生する渦電流は比較的大きいため、アルミニウムの導体薄膜32を設けることにより、高調波インピーダンスの実部Rdの磁石温度Tmの温度に対する変化率をより大きくすることができる。したがって、磁石温度推定部43による永久磁石31の温度の推定精度を向上させることができる。   Moreover, according to the magnet temperature estimation system 100 of 1st Embodiment, the conductor thin film 32 is comprised, for example with aluminum. Since aluminum has good electrical conductivity and the eddy current generated is relatively large, by providing the aluminum conductor thin film 32, the rate of change of the real part Rd of the harmonic impedance with respect to the temperature of the magnet temperature Tm can be further increased. Can be bigger. Therefore, the estimation accuracy of the temperature of the permanent magnet 31 by the magnet temperature estimation unit 43 can be improved.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体薄膜32は、例えば、銅により構成されている。銅はアルミニウムよりもさらに良好な導電性を有しているため、銅の導体薄膜32を設けることにより高調波インピーダンスの実部Rdの磁石温度Tmの温度に対する変化率をさらに大きくすることができる。したがって、磁石温度推定部43による永久磁石31の温度の推定精度をさらに向上させることができる。   Moreover, according to the magnet temperature estimation system 100 of 1st Embodiment, the conductor thin film 32 is comprised with copper, for example. Since copper has a better conductivity than aluminum, the rate of change of the harmonic impedance real part Rd with respect to the temperature of the magnet temperature Tm can be further increased by providing the copper conductor thin film 32. Therefore, the estimation accuracy of the temperature of the permanent magnet 31 by the magnet temperature estimation unit 43 can be further improved.

また、導体薄膜32が銅により構成される場合には、導体薄膜32がアルミにより構成されている場合よりも、導体薄膜32における渦電流が大きいため、永久磁石31における渦電流が小さくなる。このように永久磁石31の渦電流が小さくなるため、永久磁石31における渦電流による熱損失を低減することができる。したがって、永久磁石31の温度上昇を抑制することにより、永久磁石31が不可逆消磁してしまうおそれを低減することができる。   Further, when the conductive thin film 32 is made of copper, the eddy current in the permanent magnet 31 is smaller because the eddy current in the conductive thin film 32 is larger than in the case where the conductive thin film 32 is made of aluminum. Thus, since the eddy current of the permanent magnet 31 becomes small, the heat loss by the eddy current in the permanent magnet 31 can be reduced. Therefore, by suppressing the temperature rise of the permanent magnet 31, the possibility that the permanent magnet 31 will be irreversibly demagnetized can be reduced.

(第2実施形態)
第1実施形態においては、導体薄膜32が、永久磁石31の磁束と鎖交する面の全面に設けられた例について説明した。第2実施形態においては、導体薄膜32が永久磁石31の磁束と鎖交する面の一部に設けられる例について説明する。
(Second Embodiment)
In 1st Embodiment, the conductor thin film 32 demonstrated the example provided in the whole surface of the surface which links with the magnetic flux of the permanent magnet 31. FIG. In the second embodiment, an example will be described in which the conductive thin film 32 is provided on a part of the surface interlinked with the magnetic flux of the permanent magnet 31.

図9Aは、第2実施形態のモータ1の一部の断面図である。図9Bは、図9Aに示した磁石部25の概略構成図である。本実施形態においては、永久磁石31を形成する面である表面のうち、固定子11側の端部が、モータ1の回転時に最も高温になるものとする。図9A、及び、図9Bに示されるように、導体薄膜32は、このようにモータ1の回転時に永久磁石31の最も高温になる場所に設けられている。   FIG. 9A is a partial cross-sectional view of the motor 1 of the second embodiment. FIG. 9B is a schematic configuration diagram of the magnet unit 25 shown in FIG. 9A. In the present embodiment, it is assumed that the end portion on the stator 11 side among the surfaces that form the permanent magnet 31 is the highest temperature when the motor 1 rotates. As shown in FIGS. 9A and 9B, the conductive thin film 32 is thus provided at a location where the permanent magnet 31 is at the highest temperature when the motor 1 rotates.

なお、一般に、永久磁石31に到達する固定子コイル23の回転磁界の強さは永久磁石31の部位ごとに異なるため、永久磁石31において発生する渦電流の大きさに偏りがあり、永久磁石31の表面の温度は均一とならない。また、固定子11と回転子12との間の空隙であるエアギャップに近い位置において、永久磁石31の温度が高くなることが知られている。なお、このようなモータ1の回転時における固定子11内の温度分布は、設計により求めることができる。   In general, the strength of the rotating magnetic field of the stator coil 23 that reaches the permanent magnet 31 differs for each part of the permanent magnet 31, so that the magnitude of eddy current generated in the permanent magnet 31 is biased, and the permanent magnet 31. The surface temperature is not uniform. In addition, it is known that the temperature of the permanent magnet 31 increases at a position close to an air gap that is a gap between the stator 11 and the rotor 12. The temperature distribution in the stator 11 when the motor 1 rotates can be obtained by design.

第2実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the second embodiment.

第2実施形態の磁石温度推定システム100によれば、モータ1の回転時に最も高温になる場所に、導体薄膜32が設けられている。ここで、インピーダンスの実部Rdと永久磁石31の温度との相関関係には、モータ1の運転時に最も高温になる場所に設けられる導体薄膜32の温度特性が影響することになる。そのため、磁石温度推定部43により推定される永久磁石31の温度は、永久磁石31の表面のうちの最も高温の場所の温度となる。したがって、推定された永久磁石31の温度が永久磁石31の不可逆消磁温度を上回らないように、モータ1の回転を制御することにより、永久磁石31の表面のうちの一部が永久磁石31の不可逆消磁温度を上回ることを防ぐことができる。そのため、永久磁石31の不可逆消磁を確実に防止できることに加えて、導体薄膜32を永久磁石32の表面の一部に設けることにより導体の使用量を低減することができる。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the second embodiment, the conductive thin film 32 is provided at a place where the temperature becomes highest when the motor 1 rotates. Here, the correlation between the real part Rd of the impedance and the temperature of the permanent magnet 31 is influenced by the temperature characteristics of the conductive thin film 32 provided at the highest temperature when the motor 1 is operated. Therefore, the temperature of the permanent magnet 31 estimated by the magnet temperature estimation unit 43 is the temperature of the hottest place on the surface of the permanent magnet 31. Accordingly, by controlling the rotation of the motor 1 so that the estimated temperature of the permanent magnet 31 does not exceed the irreversible demagnetization temperature of the permanent magnet 31, a part of the surface of the permanent magnet 31 is irreversible of the permanent magnet 31. It is possible to prevent the demagnetization temperature from being exceeded. Therefore, in addition to reliably preventing irreversible demagnetization of the permanent magnet 31, the amount of conductor used can be reduced by providing the conductor thin film 32 on a part of the surface of the permanent magnet 32.

(第3実施形態)
第1及び第2実施形態においては、導体で構成される導体薄膜32が接着部材33により接着されている例について説明した。第3実施形態においては、導体薄膜32が他の方法で構成される例について説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the example in which the conductive thin film 32 made of a conductor is bonded by the bonding member 33 has been described. In the third embodiment, an example in which the conductive thin film 32 is configured by another method will be described.

図10は、第3実施形態の磁石部25の概略構成図である。   FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the magnet unit 25 of the third embodiment.

図10に示すように、導体薄膜32は、永久磁石31をメッキ加工することにより構成されている。このような導体のメッキ加工は、亜鉛、銅、ニッケルなどの、耐食性を備えるメッキ材料を用いて行われる。   As shown in FIG. 10, the conductor thin film 32 is configured by plating a permanent magnet 31. Such conductor plating is performed using a plating material having corrosion resistance, such as zinc, copper, or nickel.

第3実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the third embodiment.

第3実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体薄膜32は、永久磁石31の表面の一部をメッキすることにより構成される。モータ1の製造工程においては、永久磁石31と隣接するように導体薄膜32を設けることで磁石部25を形成した後に、回転子12に形成された空隙24に磁石部25が挿入される。そのため、第1実施形態のように接着部材33を用いて導体薄膜32を永久磁石31に固定する場合と比較すると、メッキ加工により導体薄膜32を設けることにより、永久磁石31と導体薄膜32とが分離されにくくなるため、空隙24への磁石部25の挿入を容易にすることができる。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the third embodiment, the conductor thin film 32 is configured by plating a part of the surface of the permanent magnet 31. In the manufacturing process of the motor 1, the magnet portion 25 is formed by providing the conductor thin film 32 so as to be adjacent to the permanent magnet 31, and then the magnet portion 25 is inserted into the gap 24 formed in the rotor 12. Therefore, as compared with the case where the conductor thin film 32 is fixed to the permanent magnet 31 using the adhesive member 33 as in the first embodiment, the permanent magnet 31 and the conductor thin film 32 are formed by providing the conductor thin film 32 by plating. Since it becomes difficult to isolate | separate, the insertion of the magnet part 25 to the space | gap 24 can be made easy.

第3実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体薄膜32は、耐食性のメッキ材料により構成されている。そのため、永久磁石31が錆びることを防止することができるため、モータ1の耐久性を向上させることができる。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the third embodiment, the conductor thin film 32 is made of a corrosion-resistant plating material. Therefore, since the permanent magnet 31 can be prevented from being rusted, the durability of the motor 1 can be improved.

(第4実施形態)
第1乃至3実施形態においては、導体が導体薄膜32として設けられる例について説明した。第4実施形態では、導体が他の形状で設けられる例について説明する。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the example in which the conductor is provided as the conductor thin film 32 has been described. In the fourth embodiment, an example in which the conductor is provided in another shape will be described.

図11は、第4実施形態の磁石部25の概略構成図である。図11に示されるように、第1実施形態と比較すると導体薄膜32の代わりに、導体コイル1101が設けられている。導体コイル1101は、永久磁石31と隣接するとともに、永久磁石31の磁束と鎖交するように設けられている。なお、永久磁石31と導体コイル1101とは、熱伝導性が高い接着部材(本実施形態では不図示)により接合されている。   FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the magnet unit 25 of the fourth embodiment. As shown in FIG. 11, a conductor coil 1101 is provided instead of the conductor thin film 32 as compared with the first embodiment. The conductor coil 1101 is provided adjacent to the permanent magnet 31 and linked to the magnetic flux of the permanent magnet 31. The permanent magnet 31 and the conductor coil 1101 are joined by an adhesive member (not shown in this embodiment) having high thermal conductivity.

第4実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the fourth embodiment.

第4実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体コイル1101は、永久磁石31の磁束と鎖交するように設けられている。モータ1の回転時には、固定子11の固定子コイル23の回転磁界が導体コイル1101を交番するため、導体コイル1101において誘起電力が発生して電流が流れる。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the fourth embodiment, the conductor coil 1101 is provided so as to interlink with the magnetic flux of the permanent magnet 31. When the motor 1 rotates, the rotating magnetic field of the stator coil 23 of the stator 11 alternates the conductor coil 1101, so that an induced power is generated in the conductor coil 1101 and a current flows.

そのため、第1実施形態と同様に、式(2)における磁石部25の抵抗値Rx(Tm)の温度特性に、導体コイル1101の温度特性が加味されることになる。したがって、高調波インピーダンスの実部Rdの単位温度あたりの変化量を大きくすることができるため、磁石温度推定部43による永久磁石31の温度の推定精度を向上させることができる。   Therefore, similarly to the first embodiment, the temperature characteristic of the conductor coil 1101 is added to the temperature characteristic of the resistance value Rx (Tm) of the magnet unit 25 in the equation (2). Therefore, since the amount of change per unit temperature of the real part Rd of the harmonic impedance can be increased, the accuracy of estimating the temperature of the permanent magnet 31 by the magnet temperature estimation unit 43 can be improved.

(第5実施形態)
第1乃至第4実施形態においては、永久磁石31に隣接して設けられる導体の構成の例について説明した。第5実施形態においては、空隙24における磁石部25の他の構成について説明する。
(Fifth embodiment)
In 1st thru | or 4th embodiment, the example of the structure of the conductor provided adjacent to the permanent magnet 31 was demonstrated. In the fifth embodiment, another configuration of the magnet portion 25 in the gap 24 will be described.

図12Aは、第5実施形態のモータ1の断面図の一部である。図12Bは、図12Aの磁石部25の近傍の構成の斜視図である。なお、図12Bにおいては、図12Aに示された樹脂1201の内部の構成が、点線にて示されている。   FIG. 12A is a part of a cross-sectional view of the motor 1 of the fifth embodiment. FIG. 12B is a perspective view of a configuration in the vicinity of the magnet portion 25 of FIG. 12A. In FIG. 12B, the internal configuration of the resin 1201 shown in FIG. 12A is indicated by a dotted line.

本実施形態にて設けられる導体は、第4実施形態と同様に導体コイル1101である。図12A、12Bに示されるように、磁石部25は、図11に示した第4実施形態の磁石部25の近傍の構成と比較すると、空隙24において磁石部25が樹脂1201によりモールドされている点が異なる。   The conductor provided in the present embodiment is a conductor coil 1101 as in the fourth embodiment. As shown in FIGS. 12A and 12B, the magnet portion 25 is molded with a resin 1201 in the gap 24 in comparison with the configuration in the vicinity of the magnet portion 25 of the fourth embodiment shown in FIG. 11. The point is different.

樹脂1201は、熱伝導性及び絶縁性が高い材料により構成されている。樹脂1201は、例えば、シリコン系の樹脂や、マイクロ銀ペーストなどがある。また、樹脂1201は、例えば、アルミナや、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの熱伝導性に優れた材料がフィラーとして含有されたエポキシ樹脂などであってもよい。なお、永久磁石31と導体コイル1101とを熱伝導性が高い接着部材33により接合した後に、樹脂1201によってモールドされているものとする。なお、接着部材33を用いずに樹脂1201のみで永久磁石31と導体コイル1101とを固定してもよい。   The resin 1201 is made of a material having high thermal conductivity and insulation. Examples of the resin 1201 include silicon-based resin and micro silver paste. In addition, the resin 1201 may be, for example, an epoxy resin in which a material having excellent thermal conductivity such as alumina, aluminum nitride, or boron nitride is contained as a filler. It is assumed that the permanent magnet 31 and the conductor coil 1101 are molded by the resin 1201 after being joined by the adhesive member 33 having high thermal conductivity. Note that the permanent magnet 31 and the conductor coil 1101 may be fixed only by the resin 1201 without using the adhesive member 33.

なお、本実施形態では、第4実施形態のような導体コイル1101を備える磁石部25が樹脂1201によりモールドされた例について説明したが、これに限らない。第1乃至3実施形態のように、導体薄膜32を備える磁石部25が樹脂1201によってモールドされてもよい。   In addition, although this embodiment demonstrated the example in which the magnet part 25 provided with the conductor coil 1101 like 4th Embodiment was molded with resin 1201, it is not restricted to this. As in the first to third embodiments, the magnet part 25 including the conductor thin film 32 may be molded with the resin 1201.

第5実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the fifth embodiment.

第5実施形態の磁石温度推定システム100によれば、磁石部25が、熱伝導性が高い樹脂1201を用いてモールドされている。そのため、磁石部25において、永久磁石31と導体コイル1101との温度差を小さくすることができる。したがって、測定されるインピーダンスと永久磁石31との相関関係を、図8に示したような理想的な相関関係とより一致させることができるため、永久磁石31の温度の推定精度を向上させることができる。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the fifth embodiment, the magnet unit 25 is molded using the resin 1201 having high thermal conductivity. Therefore, in the magnet part 25, the temperature difference between the permanent magnet 31 and the conductor coil 1101 can be reduced. Therefore, since the correlation between the measured impedance and the permanent magnet 31 can be made more consistent with the ideal correlation as shown in FIG. 8, the temperature estimation accuracy of the permanent magnet 31 can be improved. it can.

特に、導体コイル1101と永久磁石31とのが密着しておらず、それらの間に空気層がある場合には、空気層は断熱性が高いため、導体コイル1101と永久磁石31との間に温度差が生じてしまうことがある。そこで、熱伝導性の高い樹脂1201を用いてモールドすることにより、永久磁石31と導体コイル1101との温度差を小さくすることができるため、永久磁石31の温度の推定精度を向上させることができる。   In particular, when the conductor coil 1101 and the permanent magnet 31 are not in close contact with each other and there is an air layer between them, the air layer has a high heat insulating property. A temperature difference may occur. Therefore, since the temperature difference between the permanent magnet 31 and the conductor coil 1101 can be reduced by molding using the resin 1201 having high thermal conductivity, the estimation accuracy of the temperature of the permanent magnet 31 can be improved. .

また、第5実施形態の磁石温度推定システム100によれば、磁石部25が、絶縁性の高い樹脂1201によりモールドされている。このように構成されることにより、永久磁石31から電磁鋼板などで構成される回転子12への漏れ磁束を低減することができるため、モータ1の回転効率の低下を抑制することができる。   Moreover, according to the magnet temperature estimation system 100 of 5th Embodiment, the magnet part 25 is molded by resin 1201 with high insulation. By being configured in this way, the leakage magnetic flux from the permanent magnet 31 to the rotor 12 composed of an electromagnetic steel plate or the like can be reduced, so that a reduction in the rotation efficiency of the motor 1 can be suppressed.

(第6実施形態)
第1実施形態においては、導体薄膜32を設けることにより、永久磁石31の推定精度を向上させせる例について説明した。第6実施形態においては、永久磁石31における発熱を抑制するように導体薄膜32を設計する例について説明する。
(Sixth embodiment)
In 1st Embodiment, the example which improves the estimation precision of the permanent magnet 31 by providing the conductive thin film 32 was demonstrated. In the sixth embodiment, an example in which the conductor thin film 32 is designed so as to suppress heat generation in the permanent magnet 31 will be described.

まず、磁石部25に導体薄膜32が設けられている場合における、永久磁石31に流れる渦電流の大きさについて検討する。   First, the magnitude of the eddy current flowing through the permanent magnet 31 when the conductor thin film 32 is provided in the magnet portion 25 will be examined.

上述のように、図7には、磁石部25に導体薄膜32が設けられている場合の固定子11と回転子12とにより構成される磁束回路が示されている。図7においては、固定子11と回転子12の電磁鋼板内における、固定子コイル23と永久磁石31による磁束φextが示されている。また、永久磁石31に流れる渦電流を、磁石渦電流Imとして示し、導体薄膜32に流れる電流を、導体電流Ifとして示すものとする。図7に示した磁束回路において、磁石渦電流Im及び導体電流Ifと、磁束φextとの関係は、それぞれ次の式のように表すことができる。   As described above, FIG. 7 shows a magnetic flux circuit composed of the stator 11 and the rotor 12 when the conductor thin film 32 is provided in the magnet portion 25. In FIG. 7, the magnetic flux φext by the stator coil 23 and the permanent magnet 31 in the electromagnetic steel plates of the stator 11 and the rotor 12 is shown. Further, the eddy current flowing through the permanent magnet 31 is indicated as a magnet eddy current Im, and the current flowing through the conductor thin film 32 is indicated as a conductor current If. In the magnetic flux circuit shown in FIG. 7, the relationship between the magnet eddy current Im and the conductor current If and the magnetic flux φext can be expressed by the following equations, respectively.

ただし、式(3)、(4)においては、以下の各パラメータが用いられている。
Nm:永久磁石31を渦電流が流れる導体と仮定した場合の等価ターン数(=1)
Rm:永久磁石31の抵抗成分
Lm:永久磁石31のインダクタンス成分
Nf:導体薄膜32のターン数
Rf:導体薄膜32の抵抗成分
Lf:導体薄膜32のインダクタンス成分
R:固定子11及び回転子12により構成される磁路の磁気抵抗値
j:虚数単位
ω:測定周波数の交流電力の角周波数
However, in the equations (3) and (4), the following parameters are used.
Nm: equivalent number of turns when the permanent magnet 31 is assumed to be a conductor through which eddy current flows (= 1)
Rm: Resistance component of permanent magnet 31 Lm: Inductance component of permanent magnet 31 Nf: Number of turns of conductor thin film 32 Rf: Resistance component of conductor thin film 32 Lf: Inductance component of conductor thin film 32 R: By stator 11 and rotor 12 Magnetoresistance value of magnetic path j: imaginary unit ω: angular frequency of AC power at measurement frequency

次に、磁石部25に導体薄膜32が設けられている場合における、永久磁石31に流れる渦電流の大きさについて検討する。このような場合には、導体薄膜32における渦電流は存在しないため、式(3)において導体薄膜32に起因する成分は含まれない。したがって、導体薄膜32が設けられていない場合には、永久磁石31に流れる渦電流である基本渦電流Im’と、磁束φextとの周波数特性は、次の式のように示すことができる。   Next, the magnitude of the eddy current flowing through the permanent magnet 31 when the conductor thin film 32 is provided in the magnet portion 25 will be examined. In such a case, since there is no eddy current in the conductor thin film 32, the component resulting from the conductor thin film 32 is not included in the equation (3). Therefore, when the conductor thin film 32 is not provided, the frequency characteristics of the basic eddy current Im ′ that is an eddy current flowing through the permanent magnet 31 and the magnetic flux φext can be expressed by the following equation.

ここで、磁石渦電流Imの基本渦電流Im’に対する比率、すなわち、導体薄膜32を設けることにより永久磁石31に流れる電流の増減率は、式(3)及び式(5)から、次の式のように表される。 Here, the ratio of the magnet eddy current Im to the basic eddy current Im ′, that is, the rate of increase / decrease of the current flowing through the permanent magnet 31 by providing the conductive thin film 32, is calculated from the following equation from the equations (3) and (5) It is expressed as

そこで、磁石渦電流Imが基本渦電流Im’よりも小さくなるように(Im<Im’)、すなわち、式(6)により求まる増減率が1未満となるように、導体薄膜32の物理量であるパラメータ(ターン数Nf、電気抵抗Rf、インダクタンスLf)および測定周波数fhを設計する。このように設計することにより、永久磁石31に流れる渦電流を減少させることができる。そのため、永久磁石31の発熱を抑制することができ、永久磁石31が不可逆消磁してしまうおそれを低減することができる。 Therefore, the physical quantity of the conductor thin film 32 is such that the magnet eddy current Im is smaller than the basic eddy current Im ′ (Im <Im ′), that is, the increase / decrease rate obtained by the equation (6) is less than 1. Design parameters (number of turns Nf, electrical resistance Rf, inductance Lf) and measurement frequency fh. By designing in this way, the eddy current flowing through the permanent magnet 31 can be reduced. Therefore, the heat generation of the permanent magnet 31 can be suppressed, and the possibility that the permanent magnet 31 is irreversibly demagnetized can be reduced.

また、導体薄膜のパラメータが既に定められており、磁束φextが一定である場合には、式(3)及び式(5)を参照すると、磁石渦電流Im、及び、基本渦電流Im’は、モータ1に印加される電力の角速度ω、すなわち、測定周波数fhに応じて変化することになる。このような、磁石渦電流Im、及び、基本渦電流Im’と、測定周波数fhとの関係の一例が、図13に示されている。   When the parameters of the conductor thin film are already determined and the magnetic flux φext is constant, referring to the equations (3) and (5), the magnet eddy current Im and the basic eddy current Im ′ are It changes in accordance with the angular velocity ω of the power applied to the motor 1, that is, the measurement frequency fh. An example of the relationship between the magnet eddy current Im and the basic eddy current Im 'and the measurement frequency fh is shown in FIG.

図13は、導体薄膜32が設けられている場合の磁石渦電流Im、及び、導体薄膜32が設けられていない場合の基本渦電流Im’と、測定周波数fhとの関係の一例を示す図である。縦軸が電流値を、横軸が周波数を示し、磁石渦電流Imが実線で、基本渦電流Im’が点線で示されている。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the relationship between the measurement frequency fh and the magnet eddy current Im when the conductor thin film 32 is provided, the basic eddy current Im ′ when the conductor thin film 32 is not provided, and the measurement frequency fh. is there. The vertical axis indicates the current value, the horizontal axis indicates the frequency, the magnet eddy current Im is indicated by a solid line, and the basic eddy current Im 'is indicated by a dotted line.

この図によれば、測定周波数fhが所定の周波数fxを上回ると、磁石渦電流Imが基本渦電流Im’よりも小さくなることが示されている。そのため、磁石温度推定装置2の重畳部42により重畳される高調波の測定周波数fhを、所定の周波数fxよりも高くすることにより、永久磁石31における渦電流を減少させることができる。   This figure shows that the magnet eddy current Im becomes smaller than the basic eddy current Im ′ when the measurement frequency fh exceeds a predetermined frequency fx. Therefore, the eddy current in the permanent magnet 31 can be reduced by making the harmonic measurement frequency fh superimposed by the superimposing unit 42 of the magnet temperature estimation device 2 higher than the predetermined frequency fx.

また、回転子12においては、永久磁石31だけでなく導体薄膜32も発熱する。そのため、回転子12全体の発熱量、すなわち、永久磁石31及び導体薄膜32の発熱量を考慮して、導体薄膜32を設計することが好ましい。 In the rotor 12, not only the permanent magnet 31 but also the conductive thin film 32 generates heat. Therefore, it is preferable to design the conductor thin film 32 in consideration of the heat generation amount of the entire rotor 12, that is, the heat generation amounts of the permanent magnet 31 and the conductor thin film 32.

まず、磁石部25に導体薄膜32が設けられている場合の磁石部25の発熱量について検討する。磁石部25の発熱量は、磁石部25を構成する永久磁石31及び導体薄膜32それぞれの発熱量の和として求めることができる。永久磁石31において磁石渦電流Imにより発生するジュール損失Wmは、永久磁石31の電気抵抗Rmと磁石渦電流Imの2乗との積である。また、導体薄膜32において導体電流Ifにより発生するジュール損失Wfは、導体薄膜の電気抵抗Rfと導体電流Ifの2乗との積である。このようなWsとWfの和を求めることにより、磁石部25における発熱量Wallを求めることができる。   First, the amount of heat generated by the magnet unit 25 when the conductor thin film 32 is provided on the magnet unit 25 will be examined. The calorific value of the magnet unit 25 can be obtained as the sum of the calorific values of the permanent magnet 31 and the conductor thin film 32 constituting the magnet unit 25. The Joule loss Wm generated by the magnet eddy current Im in the permanent magnet 31 is the product of the electric resistance Rm of the permanent magnet 31 and the square of the magnet eddy current Im. The Joule loss Wf generated by the conductor current If in the conductor thin film 32 is the product of the electrical resistance Rf of the conductor thin film and the square of the conductor current If. By obtaining such a sum of Ws and Wf, the amount of generated heat Wall in the magnet portion 25 can be obtained.

次に、磁石部25に導体薄膜32が設けられていない場合の磁石部25の発熱量について検討する。磁石部25は、主に永久磁石31のみによって構成されており、永久磁石31において基本渦電流Imにより発生するジュール損失Wm’は、RmとIm’との積である。このような永久磁石31におけるジュール損失Wm’が、磁石部25における発熱量Wall’となる。   Next, the amount of heat generated by the magnet unit 25 when the conductor thin film 32 is not provided in the magnet unit 25 will be considered. The magnet portion 25 is mainly composed of only the permanent magnet 31, and the Joule loss Wm 'generated by the basic eddy current Im in the permanent magnet 31 is the product of Rm and Im'. Such a Joule loss Wm ′ in the permanent magnet 31 becomes a heat generation amount Wall ′ in the magnet unit 25.

そこで、磁石部25に導体薄膜32が設けられている場合のジュール損失Wallが、磁石部25に導体薄膜32が設けられていない場合のジュール損失Wall’よりも小さくなるように、導体薄膜32の物理量であるパラメータ(Nf、Rf、Lf)、及び、測定周波数fhを設計する。このように設計することにより、回転子12、すなわち、磁石部25全体の発熱を抑制することができるため、永久磁石31の発熱をより確実に抑制することができる。 Therefore, the Joule loss Wall when the conductor thin film 32 is provided in the magnet portion 25 is smaller than the Joule loss Wall ′ when the conductor thin film 32 is not provided in the magnet portion 25. Parameters (Nf, Rf, Lf), which are physical quantities, and a measurement frequency fh are designed. By designing in this way, the heat generation of the rotor 12, that is, the entire magnet unit 25 can be suppressed, so that the heat generation of the permanent magnet 31 can be more reliably suppressed.

図14は、上述したそれぞれのジュール損失と、測定周波数との関係の一例を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the relationship between each of the joule losses described above and the measurement frequency.

この図においては、磁石部25に導体薄膜32が設けられている場合の、永久磁石31のジュール損失Wm、及び、導体薄膜32のジュール損失Wfが、それぞれ、一点破線、及び、二点破線で示されている。そして、永久磁石31のジュール損失Wmと導体薄膜32のジュール損失Wfとの和である磁石部25のジュール損失Wallが実線で示されている。   In this figure, the Joule loss Wm of the permanent magnet 31 and the Joule loss Wf of the conductor thin film 32 when the conductor thin film 32 is provided in the magnet portion 25 are respectively shown by a one-dot broken line and a two-dot broken line. It is shown. And the Joule loss Wall of the magnet part 25 which is the sum of the Joule loss Wm of the permanent magnet 31 and the Joule loss Wf of the conductor thin film 32 is shown by the solid line.

また、磁石部25に導体薄膜32が設けられていない場合の、磁石部25のジュール損失Wall’、すなわち、永久磁石31のジュール損失Wall’が、点線で示されている。なお、磁石部25は永久磁石31によってのみ構成されるため、永久磁石31のジュール損失Wall’は、永久磁石31の発熱量Wm’と等しい。   Further, the Joule loss Wall 'of the magnet portion 25, that is, the Joule loss Wall' of the permanent magnet 31 when the conductor thin film 32 is not provided in the magnet portion 25 is indicated by a dotted line. Since the magnet portion 25 is composed only of the permanent magnet 31, the Joule loss Wall ′ of the permanent magnet 31 is equal to the heat generation amount Wm ′ of the permanent magnet 31.

図14に示されるように、測定周波数fhが所定の周波数fyよりも低い周波数帯において、ジュール損失Wallがジュール損失Wall’よりも小さくなる。したがって、測定周波数fhを所定の周波数fyよりも低く設定することにより、磁石部25における発熱を小さくすることができる。   As shown in FIG. 14, in the frequency band where the measurement frequency fh is lower than the predetermined frequency fy, the Joule loss Wall becomes smaller than the Joule loss Wall '. Therefore, the heat generation in the magnet unit 25 can be reduced by setting the measurement frequency fh lower than the predetermined frequency fy.

なお、本実施形態においては、永久磁石31と隣接して設けられる導体が導体薄膜32である例について説明したが、これに限らない。導体が導体コイル1101であっても、同様の方法を用いて最適に設計することができる。   In the present embodiment, the example in which the conductor provided adjacent to the permanent magnet 31 is the conductor thin film 32 has been described, but the present invention is not limited thereto. Even if the conductor is the conductor coil 1101, it can be optimally designed using the same method.

第6実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the sixth embodiment.

第6実施形態の磁石温度推定システム100によれば、導体薄膜32の物理量であるパラメータ(ターン数Nf、電気抵抗Rf、インダクタンスLf)、及び、磁石温度推定装置2の重畳部42により重畳される測定周波数fhに応じて、永久磁石31に流れる渦電流の大きさが変化する。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the sixth embodiment, the parameters (number of turns Nf, electrical resistance Rf, inductance Lf) that are physical quantities of the conductor thin film 32 and the superimposing unit 42 of the magnet temperature estimation device 2 are superimposed. Depending on the measurement frequency fh, the magnitude of the eddy current flowing through the permanent magnet 31 changes.

そこで、磁石部25が導体薄膜32を備える場合の磁石渦電流Imが、導体薄膜32を備えない場合の基本渦電流Im’よりも小さくなるように、永久磁石31の物理量、及び、測定周波数fhを定める。このようにすることにより、導体薄膜32を設けることで永久磁石31において流れる渦電流を減少させることができる。   Therefore, the physical quantity of the permanent magnet 31 and the measurement frequency fh are set so that the magnet eddy current Im when the magnet unit 25 includes the conductor thin film 32 is smaller than the basic eddy current Im ′ when the conductor thin film 32 is not provided. Determine. By doing so, the eddy current flowing in the permanent magnet 31 can be reduced by providing the conductive thin film 32.

具体的には、導体薄膜32を設けた時の永久磁石31に流れる渦電流の増減率は、式(6)のように表すことができる。そこで、式(6)で求められる増減率が1未満となるように、永久磁石31の各パラメータ(ターン数Nf、電気抵抗Rf、インダクタンスLf)、及び、測定周波数fhを設計する。このように設計した導体薄膜32の物理量、及び、測定周波数fhを用いることにより、永久磁石31に流れる渦電流を減少させることができる。したがって、永久磁石31における渦電流による発熱を抑制することができるため、永久磁石31が不可逆消磁してしまうおそれを低減することができる。   Specifically, the increase / decrease rate of the eddy current flowing through the permanent magnet 31 when the conductive thin film 32 is provided can be expressed as in Expression (6). Therefore, the parameters (number of turns Nf, electrical resistance Rf, inductance Lf) of the permanent magnet 31 and the measurement frequency fh are designed so that the increase / decrease rate obtained by Expression (6) is less than 1. By using the physical quantity of the conductor thin film 32 designed in this way and the measurement frequency fh, the eddy current flowing through the permanent magnet 31 can be reduced. Therefore, since heat generation due to the eddy current in the permanent magnet 31 can be suppressed, the possibility that the permanent magnet 31 is irreversibly demagnetized can be reduced.

また、例えば、磁石渦電流Im、及び、基本渦電流Im’と、測定周波数fhとが、図13に示したような関係である場合には、所定の周波数fxよりも大きい周波数帯において磁石渦電流Imが基本渦電流Im’よりも小さくなる。そこで、測定周波数fhをこの所定の周波数fxよりも大きく設定することにより、永久磁石31に流れる渦電流を減少させることができる。   Further, for example, when the magnet eddy current Im and the basic eddy current Im ′ and the measurement frequency fh are in the relationship as shown in FIG. 13, the magnet eddy current in a frequency band higher than the predetermined frequency fx. The current Im becomes smaller than the basic eddy current Im ′. Therefore, the eddy current flowing through the permanent magnet 31 can be reduced by setting the measurement frequency fh to be higher than the predetermined frequency fx.

このように永久磁石31に流れる渦電流を減少させることにより、永久磁石31における渦電流による発熱を抑制することができるため、永久磁石31が不可逆消磁してしまうおそれを低減することができる。   By reducing the eddy current flowing through the permanent magnet 31 in this way, heat generation due to the eddy current in the permanent magnet 31 can be suppressed, and therefore, the possibility that the permanent magnet 31 is irreversibly demagnetized can be reduced.

また、第6実施形態の磁石温度推定システム100によれば、磁石部25の物理量、及び、測定周波数fhは、磁石部25全体の発熱量を減少させるように定めることができる。   Further, according to the magnet temperature estimation system 100 of the sixth embodiment, the physical quantity of the magnet unit 25 and the measurement frequency fh can be determined so as to reduce the heat generation amount of the entire magnet unit 25.

ここで、磁石部25の発熱量Wallについて検討すると、導体薄膜32が設けられている場合には、磁石部25の発熱量Wallは、永久磁石31における発熱量Wsと、導体薄膜32における発熱量Wfとの和によって求めることができる。なお、永久磁石31における発熱量Wmは、永久磁石の抵抗値Rmと、永久磁石31における磁石渦電流Imの2乗との積である。また、導体薄膜32における発熱量Wfは、導体薄膜32の抵抗値Rfと、導体薄膜32における導体電流Ifの2乗の積である。   Here, when the heat generation amount Wall of the magnet portion 25 is examined, when the conductor thin film 32 is provided, the heat generation amount Wall of the magnet portion 25 is the heat generation amount Ws of the permanent magnet 31 and the heat generation amount of the conductor thin film 32. It can be obtained from the sum of Wf. The calorific value Wm in the permanent magnet 31 is the product of the resistance value Rm of the permanent magnet and the square of the magnet eddy current Im in the permanent magnet 31. Further, the heat generation amount Wf in the conductor thin film 32 is a product of the square of the resistance value Rf of the conductor thin film 32 and the conductor current If in the conductor thin film 32.

また、導体薄膜32が設けられている場合には、磁石部25の発熱量Wall’は、永久磁石31における発熱量Wm’となる。なお、永久磁石31における発熱量Wm’は、永久磁石の抵抗値Rmと、永久磁石31における基本渦電流Im’の2乗の積である。   Further, when the conductor thin film 32 is provided, the heat generation amount Wall ′ of the magnet portion 25 becomes the heat generation amount Wm ′ of the permanent magnet 31. The heat generation amount Wm ′ in the permanent magnet 31 is the product of the square of the resistance value Rm of the permanent magnet and the basic eddy current Im ′ in the permanent magnet 31.

そこで、発熱量WallがWall’よりも小さくなるように、測定周波数fh、及び、永久磁石31の各パラメータ(ターン数Nf、電気抵抗Rf、インダクタンスLf)を設計する。そして、その設計値に基づいて導体薄膜32を形成することにより、磁石部25における発熱量を減少させることができる。   Therefore, the measurement frequency fh and the parameters (number of turns Nf, electrical resistance Rf, inductance Lf) of the permanent magnet 31 are designed so that the heat generation amount Wall becomes smaller than Wall ′. And the calorific value in the magnet part 25 can be reduced by forming the conductor thin film 32 based on the design value.

また、例えば、ジュール熱Wall、及び、Wall’と、測定周波数fhとの関係が、図14に示したような関係である場合には、所定の周波数fyよりも大きい周波数帯においてジュール熱WallがWall’よりも小さくなる。そこで、測定周波数fhを所定の周波数fyよりも小さく設定することにより、導体薄膜32が形成された磁石部25における発熱を抑制することができる。   For example, when the relationship between the Joule heat Wall and Wall ′ and the measurement frequency fh is as shown in FIG. 14, the Joule heat Wall is in a frequency band higher than the predetermined frequency fy. It becomes smaller than Wall '. Therefore, by setting the measurement frequency fh to be smaller than the predetermined frequency fy, it is possible to suppress heat generation in the magnet portion 25 in which the conductor thin film 32 is formed.

このようにして、永久磁石31において発熱が抑制され、永久磁石31が不可逆消磁してしまうおそれを低減することができる。また、不要な発熱を抑制することができるため、モータ1の運転効率を向上させることができる。   In this way, heat generation in the permanent magnet 31 is suppressed, and the possibility that the permanent magnet 31 is irreversibly demagnetized can be reduced. Moreover, since unnecessary heat generation can be suppressed, the operating efficiency of the motor 1 can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent. Moreover, the said embodiment can be combined suitably.

100 磁石温度推定システム
1 モータ
11 固定子
12 回転子
2 磁石温度推定装置
21 スロット
22 ティース
23 固定子コイル
24 空隙
25、25A、25B、25C、25D 磁石部
31 永久磁石
31A 磁石部材
32 導体薄膜
33 接着部材
41 電力供給部
411 減算器
412 電流制御部
413 加算器
414 座標変換部
415 電力変換部
416 電流検出部
417 座標変換部
418 バンドストップフィルター
42 重畳部
421 減算器
422 共振制御部
423 バンドパスフィルター
43 磁石温度推定部
1101 導体コイル
1201 樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Magnet temperature estimation system 1 Motor 11 Stator 12 Rotor 2 Magnet temperature estimation apparatus 21 Slot 22 Teeth 23 Stator coil 24 Air gap 25, 25A, 25B, 25C, 25D Magnet part 31 Permanent magnet 31A Magnet member 32 Conductor thin film 33 Bonding Members 41 Power supply unit 411 Subtractor 412 Current control unit 413 Adder 414 Coordinate conversion unit 415 Power conversion unit 416 Current detection unit 417 Coordinate conversion unit 418 Band stop filter 42 Superposition unit 421 Subtractor 422 Resonance control unit 423 Band pass filter 43 Magnet temperature estimation unit 1101 Conductor coil 1201 Resin

Claims (17)

固定子コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とからなるモータ、及び、前記永久磁石の温度を推定する磁石温度推定装置を有する、磁石温度推定システムであって、
前記回転子は、
前記永久磁石と接触するように設けられ、前記固定子コイルの磁束が作用して電流が流れるように配置される導体を、有し、
前記磁石温度推定装置は、
前記回転子を回転駆動させる駆動周波数の交流電力を前記固定子コイルに印加する電力供給部と、
前記駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力を前記駆動周波数の交流電力に重畳させる重畳部と、
前記測定周波数の交流電力に基づいてインピーダンスを測定し、前記測定したインピーダンスに応じて前記永久磁石の温度を推定する温度推定部と、を有する、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
A magnet temperature estimation system having a motor including a stator including a stator coil and a rotor including a permanent magnet, and a magnet temperature estimation device configured to estimate the temperature of the permanent magnet,
The rotor is
A conductor provided so as to be in contact with the permanent magnet and arranged so that a current flows through the magnetic flux of the stator coil;
The magnet temperature estimation device includes:
A power supply unit that applies AC power of a driving frequency for rotating the rotor to the stator coil;
A superimposing unit that superimposes AC power of a measurement frequency different from the driving frequency on AC power of the driving frequency;
A temperature estimation unit that measures impedance based on alternating current power of the measurement frequency and estimates the temperature of the permanent magnet according to the measured impedance;
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項1に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体は、前記永久磁石を形成する面のうち、前記永久磁石の磁束が鎖交する面に設けられる導体薄膜である、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 1,
The conductor is a conductive thin film provided on a surface where the magnetic flux of the permanent magnet interlinks among the surfaces forming the permanent magnet.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項2に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜は、前記永久磁石の磁束が鎖交する面のうち、前記固定子コイルと対向する側の面に設けられる、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 2,
The conductor thin film is provided on the surface facing the stator coil among the surfaces where the magnetic flux of the permanent magnets is linked.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項2または3に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜の厚さは、前記駆動周波数、及び、前記導体薄膜の材料により定められる、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 2 or 3,
The thickness of the conductor thin film is determined by the driving frequency and the material of the conductor thin film.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項2から4のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜は、前記永久磁石を形成する面のうち、前記モータの回転時に温度が最も高くなる場所に設けられる、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 2 to 4,
The conductor thin film is provided in a place where the temperature is highest during rotation of the motor, among the surfaces forming the permanent magnet.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項2から5のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜と前記永久磁石とは、熱伝導部材を用いて接合される、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 2 to 5,
The conductor thin film and the permanent magnet are joined using a heat conducting member,
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項2から6のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜は、アルミニウムにより構成される、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 2 to 6,
The conductive thin film is made of aluminum.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項2から6のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜は、銅により構成される、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 2 to 6,
The conductor thin film is made of copper.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項2から5のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜は、前記永久磁石を形成する面をメッキすることにより形成される、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 2 to 5,
The conductor thin film is formed by plating a surface on which the permanent magnet is formed.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項9に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体薄膜は、耐食性のメッキ材料により構成される、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 9,
The conductor thin film is composed of a corrosion-resistant plating material.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項1に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体は、前記磁石磁束と鎖交するように前記永久磁石に巻回された磁石コイルである、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 1,
The conductor is a magnet coil wound around the permanent magnet so as to interlink with the magnet magnetic flux.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項1から11のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記固定子には、前記永久磁石を配置するための空隙が形成され、
前記導体と前記永久磁石とは、前記空隙において熱伝導樹脂によりモールドされる、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 1 to 11,
In the stator, a gap for arranging the permanent magnet is formed,
The conductor and the permanent magnet are molded with a heat conductive resin in the gap,
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項1から12のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記固定子には、前記永久磁石を配置するための空隙が形成され、
前記導体と前記永久磁石とは、前記空隙において絶縁樹脂によりモールドされる、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 1 to 12,
In the stator, a gap for arranging the permanent magnet is formed,
The conductor and the permanent magnet are molded with an insulating resin in the gap.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項1から13のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体は、前記測定周波数、及び、前記導体の物理量に基づいて定まる前記永久磁石に流れる電流が減少するように形成される、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 1 to 13,
The conductor is formed so that a current flowing through the permanent magnet determined based on the measurement frequency and a physical quantity of the conductor is reduced.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
請求項1から14のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記導体は、前記測定周波数、及び、前記導体の物理量に基づいて定まる前記回転子にて発生するジュール熱の和が減少するように形成される、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 1 to 14,
The conductor is formed such that the sum of Joule heat generated in the rotor determined based on the measurement frequency and a physical quantity of the conductor is reduced.
A magnet temperature estimation system characterized by that.
固定子コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とを有し、磁石温度推定装置によって、前記回転子を回転駆動させる駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力が重畳された前記駆動周波数の交流電力が印加され、前記測定周波数の交流電力に基づいて測定されるインピーダンスに応じて前記永久磁石の温度が推定されるモータであって、
前記回転子は、
前記永久磁石と接触するように設けられ、前記固定子コイルの磁束が作用して電流が流れるように配置される導体を有する、
ことを特徴とするモータ。
The stator including a stator coil and a rotor including a permanent magnet, and the magnet temperature estimation device superimposes alternating current power of a measurement frequency that is different from a driving frequency for rotationally driving the rotor. A motor in which alternating current power at a driving frequency is applied and the temperature of the permanent magnet is estimated according to impedance measured based on alternating current power at the measurement frequency,
The rotor is
A conductor provided so as to be in contact with the permanent magnet and having a conductor arranged so that a current flows through the magnetic flux of the stator coil;
A motor characterized by that.
固定子コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とにより構成され、前記回転子は、前記永久磁石と接触するように設けられ、前記固定子コイルの磁束が作用して電流が流れるように配置される導体を有するモータにおいて、前記永久磁石の温度を推定する磁石温度推定方法であって、
前記回転子を回転駆動させる駆動周波数の交流電力を前記固定子コイルに印加する電力供給ステップと、
前記駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力を前記駆動周波数の交流電力に重畳させる重畳ステップと、
前記測定周波数の電力に基づいてインピーダンスを測定し、前記測定したインピーダンスに応じて前記永久磁石の温度を推定する温度推定ステップと、を有する、
ことを特徴とする磁石温度推定方法。
The stator includes a stator coil and a rotor including a permanent magnet. The rotor is provided in contact with the permanent magnet so that the magnetic flux of the stator coil acts and current flows. A magnet temperature estimation method for estimating the temperature of the permanent magnet in a motor having a conductor arranged in
A power supply step of applying AC power of a driving frequency for rotating the rotor to the stator coil;
A superposition step of superimposing AC power of a measurement frequency different from the drive frequency on AC power of the drive frequency;
A temperature estimation step of measuring an impedance based on the power of the measurement frequency and estimating a temperature of the permanent magnet according to the measured impedance.
A method for estimating a magnet temperature.
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