JP6775909B2 - Rotating machine - Google Patents
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Description
この発明は、運転状態に応じて電機子導体に流れる電流の振幅と位相が切換えられる回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotary electric machine in which the amplitude and phase of a current flowing through an armature conductor are switched according to an operating state.
従来、回転電機の電機子巻線の巻数や巻線間の接続方法を切換えることにより運転領域を拡大し、特性が向上した回転電機が提案されている。
例えば、特許文献1には、n個の部分巻線より構成される電機子巻線の同相コイルの接続を直列と並列に切換えること、相コイル間の結線をY結線とΔ結線とに切替えることにより運転領域が拡大し、また特性が向上した誘導電動機が記載されている。
Conventionally, a rotary electric machine has been proposed in which the operating range is expanded and the characteristics are improved by switching the number of turns of the armature winding of the rotary electric machine and the connection method between the windings.
For example, in
ところで、運転領域内において、高速域と低速域、高負荷域と低負荷域では回転電機に求められる特性が異なる。
例えば、低負荷域ではトルクリップルや電流リップルが出力トルクや入出力電流に比べて比較的大きくなり影響が顕著となるためリップルの小さな特性が求められるのに対して、高負荷域では温度の成立性等が求められる。
上記誘導電動機では、相コイルの巻数や直並列切換、Y-Δ結線の変更等によって線間電圧ピーク値や相コイルの電流密度を変化させていたが、切換によって固定子と回転子とのギャップ磁束密度波形自体は変化しないために、トルクリップルや電流リップル等のギャップ磁束波形に起因する特性を変化させることはできなかった。
By the way, in the operating range, the characteristics required for the rotary electric machine are different between the high speed range and the low speed range, and the high load range and the low load range.
For example, in the low load range, the torque ripple and current ripple are relatively large compared to the output torque and input / output current, and the effect is significant. Therefore, a characteristic with small ripple is required, whereas in the high load range, the temperature is established. Gender is required.
In the above induction motor, the line voltage peak value and the current density of the phase coil are changed by changing the number of turns of the phase coil, series-parallel switching, Y-Δ connection, etc., but the gap between the stator and the rotor is changed by switching. Since the magnetic flux density waveform itself does not change, it is not possible to change the characteristics caused by the gap magnetic flux waveform such as torque ripple and current ripple.
一般に、分布巻は集中巻に比べて電機子の作るギャップ磁束分布を正弦波に近づけることができ、さらに短節巻は全節巻に比べてギャップ磁束分布を正弦波に近づけることができる。
このことから短節巻の巻線パターンを採用することによって集中巻の巻線パターンを採用した回転電機に比べてトルクリップルを低減しやすい。
一方で、短節巻は磁束利用率が低くトルクを得るのに電流を多く必要とするため高負荷での温度成立性が難しくなるという問題がある。
全節巻きもしくは短節巻きに巻装された分布巻巻線や集中巻巻線を用い、相コイルに通電する電流の振幅と位相を変えることによって他の磁束波形を再現することができれば上記課題を解決した回転電機を作ることができる。
しかしながら、実際には磁束の合成により相コイルが発生する磁束を相互に打消すような通電をする必要があるために、導体損失を発生させるのみでトルクを発生しないムダ導体が発生し効率が低下するという新たな問題を生じる。
In general, the distributed winding can bring the gap magnetic flux distribution created by the armature closer to the sine wave than the concentrated winding, and the short-node winding can bring the gap magnetic flux distribution closer to the sine wave than the all-node winding.
For this reason, it is easy to reduce the torque ripple by adopting the short-knot winding winding pattern as compared with the rotary electric machine adopting the centralized winding winding pattern.
On the other hand, the short winding has a problem that the magnetic flux utilization rate is low and a large amount of current is required to obtain torque, which makes it difficult to establish a temperature under a high load.
If it is possible to reproduce other magnetic flux waveforms by changing the amplitude and phase of the current energizing the phase coil using distributed winding windings or concentrated winding windings wound in full-node winding or short-node winding, the above problem It is possible to make a rotating electric machine that solves the problem.
However, in reality, since it is necessary to energize the magnetic fluxes generated by the phase coils by synthesizing the magnetic fluxes so as to mutually cancel each other, wasteful conductors that only generate conductor loss and do not generate torque are generated, and the efficiency is lowered. It raises a new problem of doing.
ここで、ムダ導体について簡単に説明する。
図8(a)、(b)は、従来の全節巻、短節巻、集中巻を切替る構成を示す模式図であり、図8(a)はステータコア51に巻装されたコイル50を回転電機の軸線方向に沿って視たときの図、図8(b)は図8(a)の回転電機を径方向に沿って視たときの図である。
図中矢印はコイル50に流れる電流の向きを示している。
図8(a)、(b)において、従来の全節巻,短節巻,集中巻を切替る構造では例えば集中巻のコイル50がステータコア51に巻きつけられている。
分布巻の磁束波形を作る際には、図8に示すように例えば2スロット離れた分布巻とする場合、間に挟まれるコイル50を隣同士結ぶことで2スロット離れた位置のコイル50を接続する。
この場合、同スロットに挿入された2つのコイル50は互いに電流の向きが逆であるため互いに磁束を打ち消し合う。
従って、2スロット離れたコイル50を結ぶ間のコイル50は電流が通電されることによる導体損失を発生するものの有効な磁束を発生させない、所謂ムダ導体となる。
Here, the waste conductor will be briefly described.
8 (a) and 8 (b) are schematic views showing a configuration for switching between conventional full-knot winding, short-knot winding, and concentrated winding, and FIG. 8 (a) shows a
The arrows in the figure indicate the direction of the current flowing through the
In FIGS. 8A and 8B, in the conventional structure for switching between full-knot winding, short-knot winding, and concentrated winding, for example, a concentrated
When creating a magnetic flux waveform of a distributed winding, for example, when the distributed winding is separated by 2 slots as shown in FIG. 8, the
In this case, the two
Therefore, the
この発明は、上記課題を解決するものであり、運転領域の拡大と共に上記ギャップ磁束密度波形を任意に操作することで、各運転ポイントに求められる好適な磁束波形を形成し、かつ上記のようなムダ導体による損失のない低損失な回転電機を提供するものである。 The present invention solves the above problems, and by arbitrarily manipulating the gap magnetic flux density waveform while expanding the operating region, a suitable magnetic flux waveform required for each operating point can be formed, and as described above. It provides a low-loss rotary electric machine without loss due to a waste conductor.
この発明に係る回転電機は、ロータと、
このロータを囲い、軸線方向に延びた48個のステータスロットが形成されたステータコア、及び各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された導体バーを有するステータと、を備え、
前記ステータスロットは、前記ステータコアの周方向に第1ステータスロットから第48ステータスロットの順に形成され、
前記導体バーの一方の端部は、電流をオン、オフする第1の正極側スイッチを介して直流電源の正極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する負極側制御部品を介して直流電源の負極端子に電気的に接続され、
前記導体バーの他方の端部は、電流をオン、オフする第1の負極側スイッチを介して前記直流電源の負極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する正極側制御部品を介して直流電源の正極端子に電気的に接続され、
前記直流電源の数は、前記導体バーと同数あり、一つの前記直流電源に対して一つの前記導体バーが電気的に接続されており、
前記第1の正極側スイッチ、前記負極側制御部品、前記第1の負極側スイッチ及び前記正極側制御部品が、制御装置により制御されることで、単一の前記ステータが有する前記各導体バーに流れる電流の振幅及び位相が制御されることによって、単一の前記ステータに通電される電流を、3相交流と6相交流とのいずれか一方に切り替え、
3相交流電流が前記ステータに通電されるように各前記導体バーについて個別に制御された場合には、集中巻の磁束又は全節巻の磁束を切り替えて前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、各前記導体バーに通電される電流は、それぞれ振幅が等しく位相が120度ずつ順番にずれた3相交流の相であるU+,V+,W+の相と、前記U+,V+,W+に対して位相が反転した状態のU−,V−,W−の相とを有し、
かつ6相交流電流が前記ステータに通電されるように各前記導体バーについて個別に制御された場合には、集中巻の磁束、短節巻の磁束又は全節巻の磁束を切り替えて前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、各前記導体バーに通電される電流は、それぞれ振幅が等しく位相が30度ずつ順番にずれた6相交流の相であるA+,B+,C+,D+,E+,F+の相と、前記A+,B+,C+,D+,E+,F+に対して位相が反転した状態のA−,B−,C−,D−,E−,F−の相とを有し、
前記ロータは周方向に8個の極を有し、
各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された各前記導体バーは、前記第1,13,25,37ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーa及び径方向内側に挿入された導体バーbと、前記第2,14,26,38ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーc及び径方向内側に挿入された導体バーdと、前記第3,15,27,39ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーe及び径方向内側に挿入された導体バーfと、前記第4,16,28,40ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーg及び径方向内側に挿入された導体バーhと、前記第5,17,29,41ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーi及び径方向内側に挿入された導体バーjと、前記第6,18,30,42ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーk及び径方向内側に挿入された導体バーlと、前記第7,19,31,43ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーm及び径方向内側に挿入された導体バーnと、前記第8,20,32,44ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーo及び径方向内側に挿入された導体バーpと、前記第9,21,33,45ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーq及び径方向内側に挿入された導体バーrと、前記第10,22,34,46ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーs及び径方向内側に挿入された導体バーtと、前記第11,23,35,47ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーu及び径方向内側に挿入された導体バーvと、前記第12,24,36,48ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーw及び径方向内側に挿入された導体バーxとを有し、
各前記導体バーに流れる電流の位相は、3相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記集中巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーa,bにU+の相、前記導体バーc,dにU−の相、前記導体バーe,fにV+の相、前記導体バーg,hにV−の相、前記導体バーi,jにW+の相、前記導体バーk,lにW−の相、前記導体バーm,nにU−の相、前記導体バーo,pにU+の相、前記導体バーq,rにV−の相、前記導体バーs,tにV+の相、前記導体バーu,vにW−の相、前記導体バーw,xにW+の相となるように各導体バーについて個別に制御され、
3相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記全節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーa,b,c,dにU+の相、前記導体バーe,f,g,hにV+の相、前記導体バーi,j,k,lにW+の相、前記導体バーm,n,o,pにU−の相、前記導体バーq,r,s,tにV−の相、前記導体バーu,v,w,xにW−の相となるように各導体バーについて個別に制御され、
6相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記全節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーa,bにA+の相、前記導体バーc,dにB+の相、前記導体バーe,fにC+の相、前記導体バーg,hにD+の相、前記導体バーi,jにE+の相、前記導体バーk,lにF+の相、前記導体バーm,nにA−の相、前記導体バーo,pにB−の相、前記導体バーq,rにC−の相、前記導体バーs,tにD−の相、前記導体バーu,vにE−の相、前記導体バーw,xにF−の相となるように各前記導体バーについて個別に制御され、
6相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記集中巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーaにA+の相、前記導体バーbにF+の相、前記導体バーcにB+の相、前記導体バーdにA−の相、前記導体バーeにC+の相、前記導体バーfにB−の相、前記導体バーgにD+の相、前記導体バーhにC−の相、前記導体バーiにE+の相、前記導体バーjにD−の相、前記導体バーkにF+の相、前記導体バーlにE−の相、前記導体バーmにA−の相、前記導体バーnにF−の相、前記導体バーoにB−の相、前記導体バーpにA+の相、前記導体バーqにC−の相、前記導体バーrにB+の相、前記導体バーsにD−の相、前記導体バーtにC+の相、前記導体バーuにE−の相、前記導体バーvにD+の相、前記導体バーwにF−の相、前記導体バーxにE+の相となるように各前記導体バーについて個別に制御され、
6相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記短節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーaにA+の相、前記導体バーbにD−の相、前記導体バーcにB+の相、前記導体バーdにE−の相、前記導体バーeにC+の相、前記導体バーfにF−の相、前記導体バーgにD+の相、前記導体バーhにA−の相、前記導体バーiにE+の相、前記導体バーjにB−の相、前記導体バーkにF+の相、前記導体バーlにC−の相、前記導体バーmにA−の相、前記導体バーnにD+の相、前記導体バーoにB−の相、前記導体バーpにE+の相、前記導体バーqにC−の相、前記導体バーrにF+の相、前記導体バーsにD−の相、前記導体バーtにA+の相、前記導体バーuにE−の相、前記導体バーvにB+の相、前記導体バーwにF−の相、前記導体バーxにC+の相となるように各前記導体バーについて個別に制御される。
The rotary electric machine according to the present invention includes a rotor and
It comprises a stator core in which 48 status lots extending in the axial direction are formed surrounding the rotor, and a stator having two conductor bars inserted in each of the status lots.
The status lots are formed in the order of the first status lot to the 48th status lot in the circumferential direction of the stator core.
One end of the conductor bar is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply via a first positive electrode side switch that turns on and off the current, and via a negative electrode side control component that controls the current. Electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply,
The other end of the conductor bar is electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply via a first negative electrode side switch that turns on and off the current, and via a positive electrode side control component that controls the current. Is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply.
The number of the DC power supplies is the same as that of the conductor bars, and one conductor bar is electrically connected to one DC power supply.
The first positive electrode side switch, the negative electrode side control component, the first negative electrode side switch, and the positive electrode side control component are controlled by a control device so that each conductor bar included in the single stator can be formed. By controlling the amplitude and phase of the flowing current, the current energized in the single stator can be switched between three-phase alternating current and six-phase alternating current.
When each conductor bar is individually controlled so that a three-phase alternating current is energized in the stator, each conductor is switched between concentrated winding magnetic flux and all-node winding magnetic flux to be generated in the stator. The currents that are individually controlled for the bars and energized in each of the conductor bars are the U +, V +, and W + phases, which are three-phase alternating current phases with the same amplitude and the phases shifted by 120 degrees, and the U +, It has U-, V-, and W-phases whose phases are inverted with respect to V + and W +.
When each conductor bar is individually controlled so that a 6-phase alternating current is applied to the stator, the magnetic flux of concentrated winding, the magnetic flux of short winding, or the magnetic flux of all node winding is switched to the stator. Each of the conductor bars is individually controlled so as to be generated, and the current applied to each of the conductor bars is A +, B +, C +, which are 6-phase alternating current phases having the same amplitude and the phases shifted by 30 degrees in order. , D +, E +, F + and the phases of A-, B-, C-, D-, E-, F- with the phases inverted with respect to the A +, B +, C +, D +, E +, F +. And have
The rotor has eight poles in the circumferential direction.
Each of the two conductor bars inserted into each of the status lots includes a conductor bar a inserted radially outside and a conductor bar inserted radially inside the first, thirteenth, 25, and 37th status lots. b, the conductor bar c inserted radially outside and the conductor bar d inserted radially inside the second, 14, 26, 38 status lots, and the third, 15, 27, 39 status lots. The conductor bar e inserted on the outer side in the radial direction and the conductor bar f inserted on the inner side in the radial direction, and the conductor bar g inserted on the outer side in the radial direction and the inner side in the radial direction of the fourth, 16, 28, and 40 status lots The inserted conductor bar h, the conductor bar i inserted radially outside and the conductor bar j inserted radially inside the fifth, 17, 29, 41 status lot, and the sixth, 18, 30 , 42 The conductor bar k inserted on the outer side of the status lot and the conductor bar l inserted on the inner side of the radial direction, and the conductor bar m inserted on the outer side of the seventh, 19, 31, and 43 status lots. And the conductor bar n inserted in the radial direction, the conductor bar o inserted in the radial outside and the conductor bar p inserted in the radial inside of the eighth, 20, 32, 44 status lots, and the first. 9,21,33,45 Conductor bar q inserted on the radial outside of the status lot and conductor bar r inserted on the radial inside, and inserted on the radial outside of the 10th, 22, 34, 46 status lots. The conductor bar s and the conductor bar t inserted in the radial direction, the conductor bar u inserted in the radial outside of the 11,23,35,47 status lot and the conductor bar inserted in the radial direction. It has v and a conductor bar w inserted radially outside and a conductor bar x inserted radially inside the 12th, 24, 36, and 48 status lots.
When the phase of the current flowing through each of the conductor bars is individually controlled for each of the conductor bars so that a three-phase alternating current is applied to the stator and a magnetic flux of the concentrated winding is generated in the stator. Is a U + phase on the conductor bars a and b, a U− phase on the conductor bars c and d, a V + phase on the conductor bars e and f, a V− phase on the conductor bars g and h, and the conductor. Bars i and j are W + phases, conductor bars k and l are W− phases, conductor bars m and n are U− phases, conductor bars o and p are U + phases, and conductor bars q and r are V- phase to said conductor bar s, t to V + phase, the conductor bars u, v in the W- phase, the conductor bar w, separately for each conductor bar so that W + phase to x Controlled
When the 3-phase alternating currents are individually controlled and the flux of the entire pitch winding as is energized for each said conductor bars so as to generate the stator to the stator, the conductor bars a, b, C, d are U + phases, conductor bars e, f, g, h are V + phases, conductor bars i, j, k, l are W + phases, and conductor bars m, n, o, p are U. Each conductor bar is individually controlled so as to have a − phase, a V − phase for the conductor bars q, r, s, t, and a W − phase for the conductor bars u, v, w, x.
When the 6-phase AC current is individually controlled for each of the conductor bars so that the stator is energized and the magnetic flux of all the nodes is generated in the stator, A + is applied to the conductor bars a and b. Phase, B + phase on the conductor bars c and d, C + phase on the conductor bars e and f, D + phase on the conductor bars g and h, E + phase on the conductor bars i and j, the conductor bar K, l are F + phases, the conductor bars m and n are A− phases, the conductor bars o and p are B− phases, the conductor bars q and r are C− phases, and the conductor bars s, t. Each of the conductor bars is individually controlled so as to have a D-phase, the conductor bars u and v have an E-phase, and the conductor bars w and x have an F-phase.
When the 6-phase AC current is individually controlled for each of the conductor bars so that the stator is energized and the magnetic flux of the concentrated winding is generated in the stator, the A + phase is applied to the conductor bar a. The conductor bar b has an F + phase, the conductor bar c has a B + phase, the conductor bar d has an A− phase, the conductor bar e has a C + phase, the conductor bar f has a B− phase, and the conductor bar. g is the D + phase, the conductor bar h is the C− phase, the conductor bar i is the E + phase, the conductor bar j is the D− phase, the conductor bar k is the F + phase, and the conductor bar l is E. -Phase, A-phase on the conductor bar m, F-phase on the conductor bar n, B-phase on the conductor bar o, A + phase on the conductor bar p, C-phase on the conductor bar q Phase, B + phase on the conductor bar r, D− phase on the conductor bar s, C + phase on the conductor bar t, E− phase on the conductor bar u, D + phase on the conductor bar v, Each of the conductor bars is individually controlled so that the conductor bar w has an F− phase and the conductor bar x has an E + phase.
When the conductor bar is individually controlled so that the 6-phase AC current is applied to the stator and the magnetic flux of the short winding is generated in the stator, the A + phase is applied to the conductor bar a. , The conductor bar b has a D− phase, the conductor bar c has a B + phase, the conductor bar d has an E− phase, the conductor bar e has a C + phase, the conductor bar f has an F− phase, and the above. The conductor bar g has a D + phase, the conductor bar h has an A− phase, the conductor bar i has an E + phase, the conductor bar j has a B− phase, the conductor bar k has an F + phase, and the conductor bar l. C− phase, A− phase on the conductor bar m, D + phase on the conductor bar n, B− phase on the conductor bar o, E + phase on the conductor bar p, C on the conductor bar q -Phase, F + phase on the conductor bar r, D- phase on the conductor bar s, A + phase on the conductor bar t, E- phase on the conductor bar u, B + phase on the conductor bar v Each of the conductor bars is individually controlled so that the conductor bar w has an F− phase and the conductor bar x has a C + phase.
この発明に係る回転電機によれば、各導体バーに流れる電流の振幅及び位相は、各導体バーごとに制御され、ステータとロータとの間のギャップ磁束密度波形が任意に調整されることで、各運転ポイントに求められる好適な磁束波形を形成し、ムダ導体による損失なく全節巻、短節巻、集中巻の駆動を行うことができる。
従って、運転領域の拡大のみならずトルクリップル等の駆動特性も向上させることができる。
According to the rotary electric machine according to the present invention, the amplitude and phase of the current flowing through each conductor bar are controlled for each conductor bar, and the gap magnetic flux density waveform between the stator and the rotor is arbitrarily adjusted. A suitable magnetic flux waveform required for each operating point can be formed, and full-node winding, short-node winding, and concentrated winding can be driven without loss due to waste conductors.
Therefore, not only the operating range can be expanded but also the driving characteristics such as torque ripple can be improved.
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals in the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るモータ1を示す側断面図、図2は図1のモータ1の正断面図である。
このモータ1は、8極48スロットの永久磁石モータである。
回転電機であるモータ1は、円筒形状のフレーム2と、このフレーム2の両側に覆って設けられた負荷側ブラケット3及び反負荷側ブラケット4と、フレーム2の中心軸線上に配置され、負荷側ブラケット3及び反負荷側ブラケット4で負荷側ベアリング5及び反負荷側ベアリング6を介して回転自在に2点支持されたシャフト7と、シャフト7が挿入されてキー等で一体され、フレーム2、負荷側ブラケット3及び反負荷側ブラケット4で構成されたケース10内に収納されたロータ8と、フレーム2の内壁面に圧入や焼バメ等によって固定されロータ8と隙間を介して囲った円環状のステータ9と、を備えている。
負荷側ベアリング5は、ベアリング押さえ11で負荷側ブラケット3に対して軸線方向にボルト等で固定されている。反負荷側ベアリング6は、波ワッシャ12を介して反負荷側ブラケット4に対して軸線方向に自由度を持って固定されている。
ケース10は、フレーム2に対して負荷側ブラケット3及び反負荷側ブラケット4をボルト等で固定することで形成されている。
FIG. 1 is a side sectional view showing the
The
The
The load-
The
ステータ9は、円環状のヨーク13の内周側から径方向内側に等分間隔で突出した48個のティース14を有するステータコア15と、ティース14間に形成された軸線方向に延びた各ステータスロット16に、径方向に2個ずつ並んで挿入された導体バー17と、ステータコア15と各導体バー17との間に介在したインシュレータ18と、を備えている。
ステータコア15は、両面が絶縁処理された薄板鋼板を複数枚積層して形成される。
各導体バー17は、インシュレータ18で一体モールドされており、インシュレータ18で被覆された各導体バー17は、各ステータスロット16に圧入されることでステータコア15に固定される。
各導体バー17は、その両端部にそれぞれ負荷側リード23及び反負荷側リード24の各一端部が接続されている。各負荷側リード23及び反負荷側リード24は、それぞれフレーム2に形成された引出し口25を通ってモータ1の外部に引出されている。
The
The
Each
Each
ロータ8は、周方向等分間隔に全部で8個形成され軸線方向に延びた磁石スロット20を有する円柱形状のロータコア19と、各磁石スロット20にN極とS極とが交互に外径側を位置するように挿入された永久磁石21と、ロータコア19の軸線方向の両端に固定され磁石スロット20の両側を塞ぐ端板22と、を備えている。
端板22は、非磁性材料で製作されるのが望ましい。
The
The
図3は図1のモータ1の給電回路を示す給電回路図である。
負荷側リード23は、電流をオン、オフする第1の正極側スイッチ26を介して直流電源27の正極端子31に電気的に接続されているとともに、電流をオン、オフ制御する負荷側制御部品である第2の負極側スイッチ28を介して直流電源27の負極端子32に電気的に接続されている。
反負荷側リード24は、電流をオン、オフする第1の負極側スイッチ29を介して直流電源27の負極端子32に電気的に接続されているとともに、電流をオン、オフ制御する正極側制御部品である第2の正極側スイッチ30を介して直流電源27の正極端子31に電気的に接続されている。
このように、このモータ1の給電回路は、第1の正極側スイッチ26、第2の負極側スイッチ28、第1の負極側スイッチ29及び第2の正極側スイッチ30により、所謂Hブリッジ回路を構成している。
なお、図3において図示されていないが、各スイッチ26,30,29,28の駆動を制御する制御装置により各導体バー17に流す電流の振幅及び位相は個別に調整される。 この制御装置は、各スイッチ26,30,29,28につき一つずつ設けられている。
FIG. 3 is a power supply circuit diagram showing a power supply circuit of the
The load-
The
As described above, the power supply circuit of the
Although not shown in FIG. 3, the amplitude and phase of the current flowing through each
第1の正極側スイッチ26、第2の正極側スイッチ30、第1の負極側スイッチ29、第2の負極側スイッチ28は、シリコン半導体を用いた絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)により構成されるが,電界効果型トランジスタ(MOS−FET)で構成してもよい。
また,炭化珪素(SiC)や窒化ガリウム(GaN)などのワイドバンドギャップ半導体などを用いた半導体スイッチにより構成されてもよい。
図示していないが、第1の正極側スイッチ26、第2の正極側スイッチ30、第1の負極側スイッチ29、第2の負極側スイッチ28は、それぞれ各スイッチ26,30,29,28と並列に還流ダイオードを挿入されている。
直流電源27は、鉛バッテリやリチウムイオンバッテリ等で構成される。
個々の導体バー17に対してHブリッジ回路が構成され、また各Hブリッジ回路に対して直流電源27がそれぞれ個別に設けられており、一つのモータ1に対して、全部で96個のHブリッジ回路、96個の導体バー17が用いられている。
The first positive
Further, it may be composed of a semiconductor switch using a wide bandgap semiconductor such as silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN).
Although not shown, the first positive
The
An H-bridge circuit is configured for each
図3において、制御装置の駆動により、第1の正極側スイッチ26及び第1の負極側スイッチ29がオンされ、第2の負極側スイッチ28及び第2の正極側スイッチ30がオフされると、負荷側リード23の端部は、正極側の電位となり、反負荷側リード24の端部は、負極側の電位となる。
その結果、導体バー17には負荷側リード23から反負荷側リード24に向けて電流が流れる。
一方、制御装置の駆動により、第1の正極側スイッチ26及び第1の負極側スイッチ29がオフされ、第2の負極側スイッチ28及び第2の正極側スイッチ30がオンされると、負荷側リード23の端部は、負極側の電位となり、反負荷側リード24の端部は、正極側の電位となる。
その結果、導体バー17には反負荷側リード24から負荷側リード23に向けて電流が流れる。
また、Hブリッジ回路の4つのスイッチ26,30,29,28の全てをOFFとすると、導体バー17は、直流電源27から切り離されて電流は流れない。
このように、制御装置により、各スイッチ26,30,29,28のオン、オフの切り換えと、オン時間及びオフ時間の比をそれぞれ変化させることによって、各導体バー17には任意の振幅と位相の電流を通電することができる。
In FIG. 3, when the control device is driven, the first positive
As a result, a current flows through the
On the other hand, when the control device is driven, the first positive
As a result, a current flows through the
Further, when all the four
In this way, the control device switches the
次に、上記構成の6相モータ1の動作について説明する。
図4は、図2の部分拡大図である。
図4において、各導体バー17には周方向に沿ってそれぞれaからxまでの番号が割り当てられている。
A+,B+,C+,D+,E+,F+はそれぞれ振幅が等しく位相が30度ずつ順番にずれた6相交流の相とし、A−,B−,C−,D−,E−,F−はそれぞれA+,B+,C+,D+,E+,F+に対して位相が反転した状態を表すものとする。
モータ1が全節分布巻の駆動を行なうには、通電する各導体バー17に次のように電流位相を調節する。
即ち、番号a,bの各導体バー17にA+の相、番号c,dの各導体バー17にB+の相、番号e,fの各導体バー17にC+の相、番号g,hの各導体バー17にD+の相、番号i,jの各導体バー17にE+の相、番号k,lの各導体バー17にF+の相、番号m,nの各導体バー17にA−の相、番号o,pの各導体バー17にB−の相、番号q,rの各導体バー17にC−の相、番号s,tの各導体バー17にD−の相、番号u,vの各導体バー17にE−の相、番号w,xの各導体バー17にF−の相となるように各導体バー17に通電する電流位相を調整することで、8極48スロット毎極毎相1の6相全節分布巻の電機子磁束を構成することができる。
なお,回転方向の図示していない部位については回転偶対称の構成となる。
Next, the operation of the 6-
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
In FIG. 4, each
A +, B +, C +, D +, E +, and F + are 6-phase AC phases with the same amplitude and 30 degrees out of phase, and A-, B-, C-, D-, E-, and F- are It is assumed that the phases are inverted with respect to A +, B +, C +, D +, E +, and F +, respectively.
In order for the
That is, each of the conductor bars 17 of numbers a and b has an A + phase, each of the conductor bars 17 of numbers c and d has a phase of B +, each of the conductor bars 17 of numbers e and f has a phase of C +, and each of the numbers g and h. The
Note that the parts not shown in the direction of rotation have a rotational even symmetry.
また、モータ1が短節分布巻の駆動を行なうには、通電する各導体バー17に次のように電流位相を調節する。
即ち、番号aの導体バー17にA+の相、番号bの導体バー17にD−の相、番号cの導体バー17にB+の相、番号dの導体バー17にE−の相、番号eの導体バー17にC+の相、番号fの導体バー17にF−の相、番号gの導体バー17にD+の相、番号hの導体バー17にA−の相、番号iの導体バー17にE+の相、番号jの導体バー17にB−の相、番号kの導体バー17にF+の相、番号lの導体バー17にC−の相、番号mの導体バー17にA−の相、番号nの導体バー17にD+の相、番号oの導体バー17にB−の相、番号pの導体バー17にE+の相、番号qの導体バー17にC−の相、番号rの導体バー17にF+の相、番号sの導体バー17にD−の相、番号tの導体バー17にA+の相、番号uの導体バー17にE−の相、番号vの導体バー17にB+の相、番号wの導体バー17にF−の相、番号xの導体バー17にC+の相となるように各導体バー17に通電する電流位相を調整することで、8極48スロット毎極毎相1の6相短節分布巻の電機子磁束を構成することができる。
なお,回転方向の図示していない部位については前述と同様に回転偶対称となる。
Further, in order for the
That is, the
Note that the parts not shown in the rotation direction are rotationally even-symmetrical as described above.
また、モータ1が集中巻の駆動を行なうには、通電する各導体バー17に次のように電
流位相を調節する。
即ち、番号aの導体バー17にA+の相、番号bの導体バー17にF+の相、番号cの
導体バー17にB+の相、番号dの導体バー17にA−の相、番号eの導体バー17にC
+の相、番号fの導体バー17にB−の相、番号gの導体バー17にD+の相、番号hの
導体バー17にC−の相、番号iの導体バー17にE+の相、番号jの導体バー17にD
−の相、番号kの導体バー17にF+の相、番号lの導体バー17にE−の相、番号mの
導体バー17にA−の相、番号nの導体バー17にF−の相、番号oの導体バー17にB
−の相、番号pの導体バー17にA+の相、番号qの導体バー17にC−の相、番号rの
導体バー17にB+の相、番号sの導体バー17にD−の相、番号tの導体バー17にC
+の相、番号uの導体バー17にE−の相、番号vの導体バー17にD+の相、番号wの
導体バー17にF−の相、番号xの導体バー17にE+の相となるように各導体バー17
に通電する電流位相を調整することで、8極48スロット毎極毎相1の6相集中巻の電機
子磁束を構成することができる。
回転方向の図示していない部位については前述と同様に回転偶対称となる。
Further, in order for the
That is, the
+ Phase, number
-Phase, number
-Phase, A + phase on the number
+ Phase, number
By adjusting the phase of the current energized in, it is possible to form an armature magnetic flux of 6-phase concentrated winding with 8 poles and 48 slots and 1 pole and 1 phase.
Parts not shown in the rotation direction are rotationally even-symmetrical as described above.
このように各導体バー17に通電することで、モータ1は、6相の全節巻、短節巻、集中巻の駆動をそれぞれ行うことができる。
By energizing each
次に、3相モータ1の動作について説明する。
3相についても同様に、U+,V+,W+をそれぞれ振幅が等しく位相が120度ずつ順番にずれた3相交流の相とし、U−,V−,W−はそれぞれU+,V+,W+に対して位相が反転した状態を表すものとする。
モータ1が全節巻の駆動を行なうには、通電する各導体バー17に次のように電流位相を調節する。
即ち、番号a,b,c,dの各導体バー17にU+の相、番号e,f,g,hの各導体バー17にV+の相、番号i,j,k,lの各導体バー17にW+の相、番号m,n,o,pの各導体バー17にU−の相、番号q,r,s,tの各導体バー17にV−の相、番号u,v,w,xの各導体バー17にW−の相関係となるように通電する電流位相を調整することで、8極48スロットの3相全節巻の電機子磁束を構成することができる。
Next, the operation of the three-
Similarly for the three phases, U +, V +, and W + are regarded as three-phase AC phases having the same amplitude and the phases are shifted by 120 degrees in order, and U−, V−, and W− are relative to U +, V +, and W +, respectively. It is assumed that the phase is inverted.
In order for the
That is, each
また、モータ1が集中巻の駆動を行なうには、通電する各導体バー17に次のように電流位相を調節する。
即ち、番号a,bの各導体バー17にU+の相、番号c,dの各導体バー17にU−の相、番号e,fの各導体バー17にV+の相、番号g,hの各導体バー17にV−の相、番号i,jの各導体バー17にW+の相、番号k,lの各導体バー17にW−の相、番号m,nの各導体バー17にU−の相、番号o,pの各導体バー17にU+の相、番号q,rの各導体バー17にV−の相、番号s,tの各導体バー17にV+の相、番号u,vの各導体バー17にW−の相、番号w,xの各導体バー17にW+の相となるように通電する電流位相を調整することで、8極48スロットの3相集中巻の電機子磁束を構成することができる。
Further, in order for the
That is, the conductor bars 17 of numbers a and b have a U + phase, the conductor bars 17 of numbers c and d have a U− phase, and the conductor bars 17 of numbers e and f have a V + phase, and the conductor bars 17 have numbers g and h. Each
このように各導体バー17に通電することで、モータ1は、3相の全節巻,集中巻の駆動をそれぞれ行うことができる。
By energizing each
この実施の形態のモータ1では、第1の正極側スイッチ26、第2の負極側スイッチ28、第1の負極側スイッチ29及び第2の正極側スイッチ30の動作を制御装置により制御することで、各導体バー17に流れる電流の振幅及び位相は、各導体バー17毎に制御され、ステータ9とロータ8との間のギャップ磁束密度波形が任意に調整され、各運転ポイントに求められる好適な磁束波形を形成し、ムダ導体による損失なく全節巻、短節巻、集中巻の駆動を行うことができる。
従って、運転領域の拡大のみならずトルクリップル等の駆動特性も向上させることができる。
In the
Therefore, not only the operating range can be expanded but also the driving characteristics such as torque ripple can be improved.
また,電機子は、2次元断面上の全導体バー17に流れる電流の振幅と位相を直接的に制御することができるため、ステータコア15に対し導線が巻きつけられたものを電流のベクトル合成により実現するものと異なり、余分な電流を流す必要が無く損失を低減することができる。
Further, since the armature can directly control the amplitude and phase of the current flowing through all the conductor bars 17 on the two-dimensional cross section, the conductor is wound around the
また、ロータ8は、軸線方向に延びた磁石スロット20に永久磁石21が収納されたロータコア19を有し、複数の導体バー17のうち、図4において反時計方向に回転するロータ8の回転方向の遅れ側の永久磁石21の端部に対向する導体バー17(図4において、番号m,n,o,p)に流れる電流の振幅は、通常正弦波電流を流した際の電流振幅と比較して小さくなるように制御装置により調整されている。そして、他の位置の導体バー17に流れる電流の振幅を大きくすることで出力するトルクが保たれる。
従って、永久磁石21がもっとも減磁しやすい位置の励磁を弱めることで同じ磁石量に対してトルクを向上させることができる。
Further, the
Therefore, the torque can be improved for the same amount of magnet by weakening the excitation at the position where the
なお、各導体バー17に流す電流を調整して、各スイッチ26,30,29,28を制御する制御装置を1つのスイッチ26,30,29,28につき一つ設けられているが、第1の正極側スイッチ26と第1の負極側スイッチ29、第2の負極側スイッチ28と第2の正極側スイッチ30とは常に同期してオン,オフを行うので、第1の正極側スイッチ26と第1の負極側スイッチ29とを同じ一つの制御装置で制御し、第2の負極側スイッチ28と第2の正極側スイッチ30とを同じ一つの制御装置で制御してもよい。
このようにすると制御装置の数を半分にすることができる。
さらに、上記構成のモータ1は、上述の通り1極対対称で導体バー17に通電される。 そこで1極対分ずつずれた位置にあるスイッチ26,30,29,28を1つの制御装置で制御してもよい。このようにすると制御装置の数を4分の1にすることができる。
A control device for controlling each of the
In this way, the number of control devices can be halved.
Further, the
なお、上記実施の形態のモータ1では、各ステータスロット16に挿入される導体バー17は2つずつであったが、2つ以上の複数の導体バー17を挿入してもよい。
このようにすれば各相のインダクタンスのばらつきを小さくすることができる。
同様に,上記実施の形態ではステータスロット16に挿入されている2つの導体バー17は、径方向に並べられているが、周方向に配置してもよい。
この場合にも各相のインダクタンスのばらつきを小さくすることができる。
In the
In this way, the variation in the inductance of each phase can be reduced.
Similarly, in the above embodiment, the two
In this case as well, the variation in inductance of each phase can be reduced.
また、上記実施の形態のモータ1では、直流電源27は、各Hブリッジ回路に対して1つずつ配置されているが、1極対ずつずれた位置にある導体バー17が1つの直流電源27を共用するように配置されてもよい。
このようにすれば直流電源27の数を減らすことができる。
Further, in the
In this way, the number of DC power supplies 27 can be reduced.
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2に係るモータ1を示す正断面図である。
この実施の形態では、それぞれのステータスロット16には、導体バー17Aが1つずつ全部で48本挿入されている。
そして、個々の導体バー17Aに対してHブリッジ回路が構成され、また各Hブリッジ回路に対して直流電源27が個別に設けられており、一つのモータ1に対して、48個のHブリッジ回路、48個の導体バー17Aが設けられる。
その他の構造は実施の形態1のモータ1と同様である。
FIG. 5 is a front sectional view showing the
In this embodiment, a total of 48
An H-bridge circuit is configured for each
Other structures are the same as those of the
この実施の形態2によるモータ1では、各導体バー17Aには実施の形態1の同ステータスロット16に挿入されていた2つの導体バー17の電流を合成したものが通電される。
このようにすると直流電源27の数、スイッチ26,30,29,28の数、制御装置の数を半分にすることが出来るためを小型化できる。
また、各ステータスロット16内では、導体バー17Aにモールド成形されたインシュレータ18が1つになるため、ステータスロット16内の導体バー17Aの占積率が向上し高効率化を図ることができる。
In the
By doing so, the number of DC power supplies 27, the number of
Further, since the
実施の形態3.
図6はこの発明の実施の形態3に係るモータ1を示す正断面図、図7は図6の部分拡大図である。
この実施の形態によるモータ1では、ステータスロット16のそれぞれに2つずつ、全部で90個の導体バー17が挿入されている。
また、ロータコア19は、周方向に等分間隔で10個の磁石スロット20が形成され、それぞれの磁石スロット20に永久磁石21がそれぞれに挿入されている。
その他の構成は、実施の形態1のモータ1と同じである。
FIG. 6 is a front sectional view showing the
In the
Further, in the
Other configurations are the same as those of the
各導体バー17は、周方向にそれぞれaからrまでの番号が割り当てられている。
A+,B+,C+,D+,E+,F+,G+,H+,I+をそれぞれ振幅が等しく位相が40度ずつ順番にずれた9相交流の相とし、A−,B−,C−,D−,E−,F−,G−,H−,I−をそれぞれA+,B+,C+,D+,E+,F+,G+,H+,I+に対して位相が反転した状態を表すものとする。
このとき、番号aの導体バー17にA+の相、番号bの導体バー17にF−の相、番号cの導体バー17にB+の相、番号dの導体バー17にG−の相、番号eの導体バー17にC+の相、番号fの導体バー17にH−の相、番号gの導体バー17にD+の相、番号hの導体バー17にI−の相、番号iの導体バー17にE+の相、番号jの導体バー17にA−の相、番号kの導体バー17にF+の相、番号lの導体バー17にB−の相、番号mの導体バー17にG+の相、番号nの導体バー17にC−の相、番号oの導体バー17にH+の相、番号pの導体バー17にD−の相、番号qの導体バー17にI+の相、番号rの導体バー17にE−の相となるように各導体バー17に通電する電流位相を調整することで、10極45スロット毎極毎相2分の1の9相短節分布巻の電機子磁束を構成することができる。
なお、回転方向図示していない部位については回転偶対称の構成となる。
Each
A +, B +, C +, D +, E +, F +, G +, H +, and I + are 9-phase AC phases with the same amplitude and 40 degrees out of phase, and A-, B-, C-, D-, It is assumed that E-, F-, G-, H-, and I- represent a state in which the phases are inverted with respect to A +, B +, C +, D +, E +, F +, G +, H +, and I +, respectively.
At this time, the
Note that the parts not shown in the direction of rotation have a rotational even-symmetrical configuration.
また,番号aの導体バー17にI−の相、番号bの導体バー17にA+の相、番号cの導体バー17にA−の相、番号dの導体バー17にB+の相、番号eの導体バー17にB−の相、番号fの導体バー17にC+の相、番号gの導体バー17にC−の相、番号hの導体バー17にD+の相、番号iの導体バー17にD−の相、番号jの導体バー17にE+の相、番号kの導体バー17にE−の相、番号lの導体バー17にF+の相、番号mの導体バー17にF−の相、番号nの導体バー17にG+の相、番号oの導体バー17にG−の相、番号pの導体バー17にH+の相、番号qの導体バー17にH−の相、番号rの導体バー17にI+の相となるように各導体バー17に通電する電流位相を調整することで10極45スロット9相集中巻の電機子磁束を構成することができる。
この場合も、回転方向図示していない部位については回転偶対称の構成となる。
Further, the
Also in this case, the rotation direction is not shown, and the rotation even symmetry is used.
続いて,3相についても同様に、U+の相、V+の相、W+の相をそれぞれ振幅が等しく位相が120度ずつ順番にずれた3相交流の相とし、U−の相、V−の相、W−の相はぞれぞれU+の相、V+の相、W+の相に対して位相が反転した状態を表すものとする。このとき、番号a,b,cの各導体バー17にU+の相、番号d,e,fの各導体バー17にW−の相、番号g,h,iの各導体バー17にV+の相、番号j,k,lの各導体バー17にU−の相、番号m,n,oの各導体バー17にW+の相、番号p,q,rの各導体バー17にV−の相となるように各導体バー17に通電する電流位相を調整することで10極45スロット3相短節分布巻の電機子磁束を構成することができる。
Subsequently, similarly for the three phases, the U + phase, the V + phase, and the W + phase are set as the three-phase alternating current phases having the same amplitude and the phases shifted by 120 degrees in order, and the U− phase and the V− phase. It is assumed that the phase and the W− phase represent a state in which the phases are inverted with respect to the U + phase, the V + phase, and the W + phase, respectively. At this time, each
同様に,番号aの導体バー17にV+の相、番号bの導体バー17にU+の相、番号cの導体バー17にU−の相、番号dの導体バー17にU+の相、番号eの導体バー17にU−の相、番号fの導体バー17にW−の相、番号gの導体バー17にW+の相、番号hの導体バー17にV+の相、番号iの導体バー17にV−の相、番号jの導体バー17にV+の相、番号kの導体バー17にV−の相、番号lの導体バー17にU−の相、番号mの導体バー17にU+の相、番号nの導体バー17にW+の相、番号oの導体バー17にW−の相、番号pの導体バー17にW+の相、番号qの導体バー17のW−の相、番号rの導体バー17にV−の相となるように各導体バー17に通電する電流位相を調整することで10極45スロットの3相集中巻の電機子磁束を構成することができる。
Similarly, the
また、この場合、3分の2の導体バー17を休止させて、番号aの導体バー17にW−の相、番号bの導体バー17にU+の相、番号gの導体バー17にU−の相、番号hの導体バー17にV+の相、番号mの導体バー17にV−の相、番号nの導体バー17にW+の相となるように通電することで、休止しているステータスロットをダミースロットとみなした10極15スロットの3相集中巻の電機子磁束を構成することができる。
このような構成としても実施の形態1と同様の効果を奏する。
Further, in this case, the two-thirds of the
Even with such a configuration, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
なお,上記各実施の形態では、負極側制御部品として第2の負極側スイッチ28を用い、正極側制御部品として第2の正極側スイッチ30を用いた場合について説明したが、勿論このものに限定されない。
例えば、電流を制御する、負極側制御部品である第2の負荷側スイッチ28、正極側制御部品である第2の正極側スイッチ30の代わりに、それぞれダイオードを用い、第1の正極側スイッチ26、第1の負極側スイッチ29とともにHブリッジ回路を構成するようにしてもよい。
また、モータ1は、ロータ8に永久磁石21を有する永久磁石モータで説明したが、ロータ8は、突極を持つロータコアで構成されたスイッチトリラクタンスモータや、ロータコアの突極に巻線を施されて磁極を構成する巻線界磁型のモータ、ロータコアに設けた複数の溝に導体バーを挿入し、軸線方向両端で該導体バーがリング状導体により短絡されたインダクションモータ、略円形のロータコア内側に複数の空隙を設けられたシンクロナスリラクタンスモータなどに構成されても同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態のモータ1について、ロータを平面に展開した構造であるリニアモータに対しても同様の効果を奏する。
また、回転電機である発電機にも、この発明は適用できる。
In each of the above embodiments, the case where the second negative
For example, instead of the second
Further, the
Further, with respect to the
The present invention can also be applied to a generator which is a rotating electric machine.
1 モータ、2 フレーム、3 負荷側ブラケット、4 反負荷側ブラケット、5 負荷側ベアリング、6 反負荷側ベアリング、7 シャフト、8 ロータ、9 ステータ、10 ケース、11 ベアリング押さえ、12 波ワッシャ、13 ヨーク、14 ティース、15 ステータコア、16 ステータスロット、17,17A 導体バー、18 インシュレータ、19 ロータコア、20 磁石スロット、21 永久磁石、22 端板、23 負荷側リード、24 反負荷側リード、25 引出し口、26 第1の正極側スイッチ、27 直流電源、28 第2の負極側スイッチ(負極側制御部品)、29 第1の負極側スイッチ、30 第2の正極側スイッチ(正極側制御部品)、31 正極端子、32 負極端子。 1 motor, 2 frames, 3 load side brackets, 4 non-load side brackets, 5 load side bearings, 6 non-load side bearings, 7 shafts, 8 rotors, 9 stators, 10 cases, 11 bearing holders, 12 wave washers, 13 yokes. , 14 teeth, 15 stator cores, 16 status lots, 17, 17A conductor bars, 18 insulators, 19 rotor cores, 20 magnet slots, 21 permanent magnets, 22 end plates, 23 load side leads, 24 counterload side leads, 25 outlets, 26 1st positive electrode side switch, 27 DC power supply, 28 2nd negative electrode side switch (negative electrode side control component), 29 1st negative electrode side switch, 30 2nd positive electrode side switch (positive electrode side control component), 31 Positive electrode Terminal, 32 Negative terminal.
Claims (9)
このロータを囲い、軸線方向に延びた48個のステータスロットが形成されたステータコア、及び各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された導体バーを有するステータと、を備え、
前記ステータスロットは、前記ステータコアの周方向に第1ステータスロットから第48ステータスロットの順に形成され、
前記導体バーの一方の端部は、電流をオン、オフする第1の正極側スイッチを介して直流電源の正極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する負極側制御部品を介して直流電源の負極端子に電気的に接続され、
前記導体バーの他方の端部は、電流をオン、オフする第1の負極側スイッチを介して前記直流電源の負極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する正極側制御部品を介して直流電源の正極端子に電気的に接続され、
前記直流電源の数は、前記導体バーと同数あり、一つの前記直流電源に対して一つの前記導体バーが電気的に接続されており、
前記第1の正極側スイッチ、前記負極側制御部品、前記第1の負極側スイッチ及び前記正極側制御部品が、制御装置により制御されることで、単一の前記ステータが有する前記各導体バーに流れる電流の振幅及び位相が制御されることによって、単一の前記ステータに通電される電流を、3相交流と6相交流とのいずれか一方に切り替え、
3相交流電流が前記ステータに通電されるように各前記導体バーについて個別に制御された場合には、集中巻の磁束又は全節巻の磁束を切り替えて前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、各前記導体バーに通電される電流は、それぞれ振幅が等しく位相が120度ずつ順番にずれた3相交流の相であるU+,V+,W+の相と、前記U+,V+,W+に対して位相が反転した状態のU−,V−,W−の相とを有し、
かつ6相交流電流が前記ステータに通電されるように各前記導体バーについて個別に制御された場合には、集中巻の磁束、短節巻の磁束又は全節巻の磁束を切り替えて前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、各前記導体バーに通電される電流は、それぞれ振幅が等しく位相が30度ずつ順番にずれた6相交流の相であるA+,B+,C+,D+,E+,F+の相と、前記A+,B+,C+,D+,E+,F+に対して位相が反転した状態のA−,B−,C−,D−,E−,F−の相とを有し、
前記ロータは周方向に8個の極を有し、
各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された各前記導体バーは、前記第1,13,25,37ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーa及び径方向内側に挿入された導体バーbと、前記第2,14,26,38ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーc及び径方向内側に挿入された導体バーdと、前記第3,15,27,39ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーe及び径方向内側に挿入された導体バーfと、前記第4,16,28,40ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーg及び径方向内側に挿入された導体バーhと、前記第5,17,29,41ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーi及び径方向内側に挿入された導体バーjと、前記第6,18,30,42ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーk及び径方向内側に挿入された導体バーlと、前記第7,19,31,43ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーm及び径方向内側に挿入された導体バーnと、前記第8,20,32,44ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーo及び径方向内側に挿入された導体バーpと、前記第9,21,33,45ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーq及び径方向内側に挿入された導体バーrと、前記第10,22,34,46ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーs及び径方向内側に挿入された導体バーtと、前記第11,23,35,47ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーu及び径方向内側に挿入された導体バーvと、前記第12,24,36,48ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーw及び径方向内側に挿入された導体バーxとを有し、
各前記導体バーに流れる電流の位相は、3相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記集中巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーa,bにU+の相、前記導体バーc,dにU−の相、前記導体バーe,fにV+の相、前記導体バーg,hにV−の相、前記導体バーi,jにW+の相、前記導体バーk,lにW−の相、前記導体バーm,nにU−の相、前記導体バーo,pにU+の相、前記導体バーq,rにV−の相、前記導体バーs,tにV+の相、前記導体バーu,vにW−の相、前記導体バーw,xにW+の相となるように各導体バーについて個別に制御され、
3相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記全節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーa,b,c,dにU+の相、前記導体バーe,f,g,hにV+の相、前記導体バーi,j,k,lにW+の相、前記導体バーm,n,o,pにU−の相、前記導体バーq,r,s,tにV−の相、前記導体バーu,v,w,xにW−の相となるように各導体バーについて個別に制御され、
6相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記全節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーa,bにA+の相、前記導体バーc,dにB+の相、前記導体バーe,fにC+の相、前記導体バーg,hにD+の相、前記導体バーi,jにE+の相、前記導体バーk,lにF+の相、前記導体バーm,nにA−の相、前記導体バーo,pにB−の相、前記導体バーq,rにC−の相、前記導体バーs,tにD−の相、前記導体バーu,vにE−の相、前記導体バーw,xにF−の相となるように各前記導体バーについて個別に制御され、
6相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記集中巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーaにA+の相、前記導体バーbにF+の相、前記導体バーcにB+の相、前記導体バーdにA−の相、前記導体バーeにC+の相、前記導体バーfにB−の相、前記導体バーgにD+の相、前記導体バーhにC−の相、前記導体バーiにE+の相、前記導体バーjにD−の相、前記導体バーkにF+の相、前記導体バーlにE−の相、前記導体バーmにA−の相、前記導体バーnにF−の相、前記導体バーoにB−の相、前記導体バーpにA+の相、前記導体バーqにC−の相、前記導体バーrにB+の相、前記導体バーsにD−の相、前記導体バーtにC+の相、前記導体バーuにE−の相、前記導体バーvにD+の相、前記導体バーwにF−の相、前記導体バーxにE+の相となるように各前記導体バーについて個別に制御され、
6相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記短節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーaにA+の相、前記導体バーbにD−の相、前記導体バーcにB+の相、前記導体バーdにE−の相、前記導体バーeにC+の相、前記導体バーfにF−の相、前記導体バーgにD+の相、前記導体バーhにA−の相、前記導体バーiにE+の相、前記導体バーjにB−の相、前記導体バーkにF+の相、前記導体バーlにC−の相、前記導体バーmにA−の相、前記導体バーnにD+の相、前記導体バーoにB−の相、前記導体バーpにE+の相、前記導体バーqにC−の相、前記導体バーrにF+の相、前記導体バーsにD−の相、前記導体バーtにA+の相、前記導体バーuにE−の相、前記導体バーvにB+の相、前記導体バーwにF−の相、前記導体バーxにC+の相となるように各前記導体バーについて個別に制御される回転電機。 With the rotor
It comprises a stator core in which 48 status lots extending in the axial direction are formed surrounding the rotor, and a stator having two conductor bars inserted in each of the status lots.
The status lots are formed in the order of the first status lot to the 48th status lot in the circumferential direction of the stator core.
One end of the conductor bar is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply via a first positive electrode side switch that turns on and off the current, and via a negative electrode side control component that controls the current. Electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply,
The other end of the conductor bar is electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply via a first negative electrode side switch that turns on and off the current, and via a positive electrode side control component that controls the current. Is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply.
The number of the DC power supplies is the same as that of the conductor bars, and one conductor bar is electrically connected to one DC power supply.
The first positive electrode side switch, the negative electrode side control component, the first negative electrode side switch, and the positive electrode side control component are controlled by a control device so that each conductor bar included in the single stator can be formed. By controlling the amplitude and phase of the flowing current, the current applied to the single stator can be switched between three-phase alternating current and six-phase alternating current.
When each conductor bar is individually controlled so that a three-phase alternating current is energized in the stator, each conductor is switched between concentrated winding magnetic flux and all-node winding magnetic flux to be generated in the stator. The currents that are individually controlled for the bars and energized in each of the conductor bars are the U +, V +, and W + phases, which are three-phase alternating current phases with the same amplitude and the phases shifted by 120 degrees, and the U +, It has U-, V-, and W-phases whose phases are inverted with respect to V + and W +.
When each conductor bar is individually controlled so that a 6-phase alternating current is applied to the stator, the magnetic flux of concentrated winding, the magnetic flux of short winding, or the magnetic flux of all node winding is switched to the stator. Each of the conductor bars is individually controlled so as to be generated, and the current applied to each of the conductor bars is A +, B +, C +, which are 6-phase alternating current phases having the same amplitude and the phases shifted by 30 degrees in order. , D +, E +, F + and the phases of A-, B-, C-, D-, E-, F- with the phases inverted with respect to the A +, B +, C +, D +, E +, F +. And have
The rotor has eight poles in the circumferential direction.
Each of the two conductor bars inserted into each of the status lots includes a conductor bar a inserted radially outside and a conductor bar inserted radially inside the first, thirteenth, 25, and 37th status lots. b, the conductor bar c inserted radially outside and the conductor bar d inserted radially inside the second, 14, 26, 38 status lots, and the third, 15, 27, 39 status lots. The conductor bar e inserted on the outer side in the radial direction and the conductor bar f inserted on the inner side in the radial direction, and the conductor bar g inserted on the outer side in the radial direction and the inner side in the radial direction of the fourth, 16, 28, and 40 status lots. The inserted conductor bar h, the conductor bar i inserted radially outside and the conductor bar j inserted radially inside the fifth, 17, 29, 41 status lot, and the sixth, 18, 30 , 42 The conductor bar k inserted on the outer side of the status lot and the conductor bar l inserted on the inner side of the radial direction, and the conductor bar m inserted on the outer side of the seventh, 19, 31, and 43 status lots. And the conductor bar n inserted in the radial direction, the conductor bar o inserted in the radial outside and the conductor bar p inserted in the radial inside of the eighth, 20, 32, 44 status lots, and the first. 9,21,33,45 Conductor bar q inserted on the radial outside of the status lot and conductor bar r inserted on the radial inside, and inserted on the radial outside of the 10th, 22, 34, 46 status lots. The conductor bar s and the conductor bar t inserted in the radial direction, the conductor bar u inserted in the radial outside of the 11,23,35,47 status lot and the conductor bar inserted in the radial direction. It has v and a conductor bar w inserted radially outside and a conductor bar x inserted radially inside the 12th, 24, 36, and 48 status lots.
When the phase of the current flowing through each of the conductor bars is individually controlled for each of the conductor bars so that a three-phase alternating current is applied to the stator and a magnetic flux of the concentrated winding is generated in the stator. Is a U + phase on the conductor bars a and b, a U− phase on the conductor bars c and d, a V + phase on the conductor bars e and f, a V− phase on the conductor bars g and h, and the conductor. Bars i and j are W + phases, conductor bars k and l are W− phases, conductor bars m and n are U− phases, conductor bars o and p are U + phases, and conductor bars q and r are V- phase to said conductor bar s, t to V + phase, the conductor bars u, v in the W- phase, the conductor bar w, separately for each conductor bar so that W + phase to x Controlled
When the 3-phase alternating currents are individually controlled and the flux of the entire pitch winding as is energized for each said conductor bars so as to generate the stator to the stator, the conductor bars a, b, C, d are U + phases, conductor bars e, f, g, h are V + phases, conductor bars i, j, k, l are W + phases, and conductor bars m, n, o, p are U. Each conductor bar is individually controlled so as to have a − phase, a V − phase for the conductor bars q, r, s, t, and a W − phase for the conductor bars u, v, w, x.
When the 6-phase AC current is individually controlled for each of the conductor bars so that the stator is energized and the magnetic flux of all the nodes is generated in the stator, A + is applied to the conductor bars a and b. Phase, B + phase on the conductor bars c and d, C + phase on the conductor bars e and f, D + phase on the conductor bars g and h, E + phase on the conductor bars i and j, the conductor bar K, l are F + phases, the conductor bars m and n are A− phases, the conductor bars o and p are B− phases, the conductor bars q and r are C− phases, and the conductor bars s, t. Each of the conductor bars is individually controlled so as to have a D-phase, the conductor bars u and v have an E-phase, and the conductor bars w and x have an F-phase.
When the 6-phase AC current is individually controlled for each of the conductor bars so that the stator is energized and the magnetic flux of the concentrated winding is generated in the stator, the A + phase is applied to the conductor bar a. The conductor bar b has an F + phase, the conductor bar c has a B + phase, the conductor bar d has an A− phase, the conductor bar e has a C + phase, the conductor bar f has a B− phase, and the conductor bar. g is the D + phase, the conductor bar h is the C− phase, the conductor bar i is the E + phase, the conductor bar j is the D− phase, the conductor bar k is the F + phase, and the conductor bar l is E. -Phase, A-phase on the conductor bar m, F-phase on the conductor bar n, B-phase on the conductor bar o, A + phase on the conductor bar p, C-phase on the conductor bar q Phase, B + phase on the conductor bar r, D− phase on the conductor bar s, C + phase on the conductor bar t, E− phase on the conductor bar u, D + phase on the conductor bar v, Each of the conductor bars is individually controlled so that the conductor bar w has an F− phase and the conductor bar x has an E + phase.
When each of the conductor bars is individually controlled so that a 6-phase AC current is applied to the stator and a magnetic flux of the short winding is generated in the stator, the A + phase is applied to the conductor bar a. , The conductor bar b has a D− phase, the conductor bar c has a B + phase, the conductor bar d has an E− phase, the conductor bar e has a C + phase, the conductor bar f has an F− phase, and the above. The conductor bar g has a D + phase, the conductor bar h has an A− phase, the conductor bar i has an E + phase, the conductor bar j has a B− phase, the conductor bar k has an F + phase, and the conductor bar l. C− phase, A− phase on the conductor bar m, D + phase on the conductor bar n, B− phase on the conductor bar o, E + phase on the conductor bar p, C on the conductor bar q -Phase, F + phase on the conductor bar r, D- phase on the conductor bar s, A + phase on the conductor bar t, E- phase on the conductor bar u, B + phase on the conductor bar v A rotary electric machine that is individually controlled for each of the conductor bars so that the conductor bar w has an F− phase and the conductor bar x has a C + phase.
このロータを囲い、軸線方向に延びた45個のステータスロットが形成されたステータコア、及び各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された導体バーを有するステータと、を備え、
前記ステータスロットは、前記ステータコアの周方向に第1ステータスロットから第45ステータスロットの順に形成され、
前記導体バーの一方の端部は、電流をオン、オフする第1の正極側スイッチを介して直流電源の正極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する負極側制御部品を介して直流電源の負極端子に電気的に接続され、
前記導体バーの他方の端部は、電流をオン、オフする第1の負極側スイッチを介して前記直流電源の負極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する正極側制御部品を介して直流電源の正極端子に電気的に接続され、
前記直流電源の数は、前記導体バーと同数あり、一つの前記直流電源に対して一つの前記導体バーが電気的に接続されており、
前記第1の正極側スイッチ、前記負極側制御部品、前記第1の負極側スイッチ及び前記正極側制御部品が、制御装置により制御されることで、単一の前記ステータが有する前記各導体バーに流れる電流の振幅及び位相が制御されることによって、単一の前記ステータに通電される電流を、3相交流と9相交流とのいずれか一方に切り替え、
3相交流電流が前記ステータに通電されるように各前記導体バーについて個別に制御された場合には、短節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、各前記導体バーに通電される電流は、それぞれ振幅が等しく位相が120度ずつ順番にずれた3相交流の相であるU+,V+,W+の相と、前記U+,V+,W+に対して位相が反転した状態のU−,V−,W−の相とを有し、
かつ9相交流電流が前記ステータに通電されるように各前記導体バーについて個別に制御された場合には、集中巻の磁束又は短節巻の磁束を切り替えて前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、各前記導体バーに通電される電流は、それぞれ振幅が等しく位相が40度ずつ順番にずれた9相交流の相であるA+,B+,C+,D+,E+,F+,G+,H+,I+の相と、前記A+,B+,C+,D+,E+,F+,G+,H+,I+に対して位相が反転した状態のA−,B−,C−,D−,E−,F−,G−,H−,I−の相とを有し、
前記ロータは周方向に10個の極を有し、
各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された各前記導体バーは、前記第1,10,19,28,37ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーa及び径方向内側に挿入された導体バーbと、前記第2,11,20,29,38ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーc及び径方向内側に挿入された導体バーdと、前記第3,12,21,30,39ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーe及び径方向内側に挿入された導体バーfと、前記第4,13,22,31,40ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーg及び径方向内側に挿入された導体バーhと、前記第5,14,23,32,41ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーi及び径方向内側に挿入された導体バーjと、前記第6,15,24,33,42ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーk及び径方向内側に挿入された導体バーlと、前記第7,16,25,34,43ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーm及び径方向内側に挿入された導体バーnと、前記第8,17,26,35,44ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーo及び径方向内側に挿入された導体バーpと、前記第9,18,27,36,45ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーq及び径方向内側に挿入された導体バーrとを有し、
各前記導体バーに流れる電流の位相は、3相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記短節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーa,b,cにU+の相、前記導体バーd,e,fにW−の相、前記導体バーg,h,iにV+の相、前記導体バーj,k,lにU−の相、前記導体バーm,n,oにW+の相、前記導体バーp,q,rにV−の相となるように各導体バーについて個別に制御され、
9相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記集中巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーaにI−の相、前記導体バーbにA+の相、前記導体バーcにA−の相、前記導体バーdにB+の相、前記導体バーeにB−の相、前記導体バーfにC+の相、前記導体バーgにC−の相、前記導体バーhにD+の相、前記導体バーiにD−の相、前記導体バーjにE+の相、前記導体バーkにE−の相、前記導体バーlにF+の相、前記導体バーmにF−の相、前記導体バーnにG+の相、前記導体バーoにG−の相、前記導体バーpにH+の相、前記導体バーqにH−の相、前記導体バーrにI+の相になるように各導体バーについて個別に制御され、
9相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記短節巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御される場合には、前記導体バーaにA+の相、前記導体バーbにF−の相、前記導体バーcにB+の相、前記導体バーdにG−の相、前記導体バーeにC+の相、前記導体バーfにH−の相、前記導体バーgにD+の相、前記導体バーhにI−の相、前記導体バーiにE+の相、前記導体バーjにA−の相、前記導体バーkにF+の相、前記導体バーlにB−の相、前記導体バーmにG+の相、前記導体バーnにC−の相、前記導体バーoにH+の相、前記導体バーpにD−の相、前記導体バーqにI+の相、前記導体バーrにE−の相となるように各導体バーについて個別に制御される回転電機。 With the rotor
It comprises a stator core in which 45 status lots extending in the axial direction are formed surrounding the rotor, and a stator having two conductor bars inserted in each of the status lots.
The status lots are formed in the order of the first status lot to the 45th status lot in the circumferential direction of the stator core.
One end of the conductor bar is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply via a first positive electrode side switch that turns on and off the current, and via a negative electrode side control component that controls the current. Electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply,
The other end of the conductor bar is electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply via a first negative electrode side switch that turns on and off the current, and via a positive electrode side control component that controls the current. Is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply.
The number of the DC power supplies is the same as that of the conductor bars, and one conductor bar is electrically connected to one DC power supply.
The first positive electrode side switch, the negative electrode side control component, the first negative electrode side switch, and the positive electrode side control component are controlled by a control device so that each conductor bar included in the single stator can be formed. By controlling the amplitude and phase of the flowing current, the current applied to the single stator can be switched between three-phase alternating current and nine-phase alternating current.
When each conductor bar is individually controlled so that a three-phase alternating current is energized in the stator, each conductor bar is individually controlled so as to generate a short-running magnetic flux in the stator. The current applied to each of the conductor bars has a phase of U +, V +, W +, which is a three-phase alternating current phase having the same amplitude and a phase shift of 120 degrees in order, and a phase with respect to the U +, V +, W +. Has U-, V-, and W-phases in an inverted state.
When each conductor bar is individually controlled so that a 9-phase alternating current is applied to the stator, the magnetic flux of the concentrated winding or the magnetic flux of the short winding is switched and generated in the stator. The currents that are individually controlled for the conductor bars and are energized in each of the conductor bars are A +, B +, C +, D +, E +, and F +, which are 9-phase alternating current phases with the same amplitude and 40 degrees out of phase. , G +, H +, I + and A-, B-, C-, D-, E in a state where the phases are inverted with respect to the A +, B +, C +, D +, E +, F +, G +, H +, I +. Has phases of-, F-, G-, H-, I-, and has
The rotor has 10 poles in the circumferential direction.
Each of the two conductor bars inserted into each of the status lots was inserted into the conductor bar a inserted radially outside and the conductor bar a inserted radially inside the first, ten, 19, 28, and 37 status lots. The conductor bar b, the conductor bar c inserted radially outside and the conductor bar d inserted radially inside the second, 11, 20, 29, 38 status lot, and the third, 12, 21, The conductor bar e inserted radially outside and the conductor bar f inserted radially inside the 30,39 status lot, and the conductor bar f inserted radially outside the fourth, thirteenth, 22, 31, and 40 status lots. The conductor bar g and the conductor bar h inserted in the radial direction, the conductor bar i inserted in the radial outside of the fifth, 14, 23, 32, 41 status lot and the conductor bar inserted in the radial inside. j, the conductor bar k inserted radially outside and the conductor bar l inserted radially inside the 6,15,24,33,42 status lot, and the seventh,16,25,34, 43 Conductor bar m inserted radially outside the status lot, conductor bar n inserted radially inside, and conductor bars inserted radially outside the eighth, 17, 26, 35, 44 status lots. o and the conductor bar p inserted in the radial direction, the conductor bar q inserted in the radial outside of the ninth, 18, 27, 36, 45 status lot and the conductor bar r inserted in the radial inside. Have,
When the phase of the current flowing through each of the conductor bars is individually controlled for each of the conductor bars so that a three-phase alternating current is applied to the stator and a magnetic flux of the short winding is generated in the stator. The conductor bars a, b, c are U + phases, the conductor bars d, e, f are W− phases, the conductor bars g, h, i are V + phases, and the conductor bars j, k, Each conductor bar is individually controlled so that l has a U− phase, the conductor bars m, n, and o have a W + phase, and the conductor bars p, q, and r have a V− phase.
When the 9-phase AC current is individually controlled for each of the conductor bars so that the stator is energized and the magnetic flux of the concentrated winding is generated in the stator, the I-phase is applied to the conductor bar a. , The conductor bar b has an A + phase, the conductor bar c has an A− phase, the conductor bar d has a B + phase, the conductor bar e has a B− phase, the conductor bar f has a C + phase, and the conductor. The bar g is the C− phase, the conductor bar h is the D + phase, the conductor bar i is the D− phase, the conductor bar j is the E + phase, the conductor bar k is the E− phase, and the conductor bar l. F + phase, the conductor bar m the F− phase, the conductor bar n the G + phase, the conductor bar o the G− phase, the conductor bar p the H + phase, the conductor bar q the H− Phase, each conductor bar is individually controlled so that the conductor bar r has an I + phase.
When each conductor bar is individually controlled so that a 9-phase AC current is applied to the stator and a short-winding magnetic flux is generated in the stator, the A + phase is applied to the conductor bar a. , The conductor bar b has an F− phase, the conductor bar c has a B + phase, the conductor bar d has a G− phase, the conductor bar e has a C + phase, the conductor bar f has an H− phase, and the above. The conductor bar g has a D + phase, the conductor bar h has an I− phase, the conductor bar i has an E + phase, the conductor bar j has an A− phase, the conductor bar k has an F + phase, and the conductor bar l. B− phase, G + phase on the conductor bar m, C− phase on the conductor bar n, H + phase on the conductor bar o, D− phase on the conductor bar p, I + on the conductor bar q Phase, a rotary electric machine that is individually controlled for each conductor bar so that the conductor bar r has an E-phase.
このロータを囲い、軸線方向に延びた45個のステータスロットが形成されたステータコア、及び各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された導体バーを有するステータと、を備え、
前記ステータスロットは、前記ステータコアの周方向に第1ステータスロットから第45ステータスロットの順に形成され、
前記導体バーの一方の端部は、電流をオン、オフする第1の正極側スイッチを介して直流電源の正極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する負極側制御部品を介して直流電源の負極端子に電気的に接続され、
前記導体バーの他方の端部は、電流をオン、オフする第1の負極側スイッチを介して前記直流電源の負極端子に電気的に接続されるとともに、電流を制御する正極側制御部品を介して直流電源の正極端子に電気的に接続され、
前記直流電源の数は、前記導体バーと同数あり、一つの前記直流電源に対して一つの前記導体バーが電気的に接続されており、
前記第1の正極側スイッチ、前記負極側制御部品、前記第1の負極側スイッチ及び前記正極側制御部品が、制御装置により制御されることで、単一の前記ステータが有する前記各導体バーに流れる電流の振幅及び位相が制御され、
3相交流電流が前記ステータに通電されるように各前記導体バーについて個別に制御され、集中巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、各前記導体バーに通電される電流は、それぞれ振幅が等しく位相が120度ずつ順番にずれた3相交流の相であるU+,V+,W+の相と、前記U+,V+,W+に対して位相が反転した状態のU−,V−,W−の相とを有し、
前記ロータは周方向に10個の極を有し、
各前記ステータスロットにそれぞれ2つずつ挿入された各前記導体バーは、前記第1,10,19,28,37ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーa及び径方向内側に挿入された導体バーbと、前記第2,11,20,29,38ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーc及び径方向内側に挿入された導体バーdと、前記第3,12,21,30,39ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーe及び径方向内側に挿入された導体バーfと、前記第4,13,22,31,40ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーg及び径方向内側に挿入された導体バーhと、前記第5,14,23,32,41ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーi及び径方向内側に挿入された導体バーjと、前記第6,15,24,33,42ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーk及び径方向内側に挿入された導体バーlと、前記第7,16,25,34,43ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーm及び径方向内側に挿入された導体バーnと、前記第8,17,26,35,44ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーo及び径方向内側に挿入された導体バーpと、前記第9,18,27,36,45ステータスロットの径方向外側に挿入された導体バーq及び径方向内側に挿入された導体バーrとを有し、
各前記導体バーに流れる電流の位相は、3相交流電流が前記ステータに通電されるように且つ前記集中巻の磁束を前記ステータに発生させるように各前記導体バーについて個別に制御され、前記導体バーaにW−の相、前記導体バーbにU+の相、前記導体バーgにU−の相、前記導体バーhにV+の相、前記導体バーmにV−の相、前記導体バーnにW+の相となるように且つ前記導体バーc,d,e,f,i,j,k,l,o,p,q,rには電流が流れないように各導体バーについて個別に制御される回転電機。 With the rotor
It comprises a stator core in which 45 status lots extending in the axial direction are formed surrounding the rotor, and a stator having two conductor bars inserted in each of the status lots.
The status lots are formed in the order of the first status lot to the 45th status lot in the circumferential direction of the stator core.
One end of the conductor bar is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply via a first positive electrode side switch that turns on and off the current, and via a negative electrode side control component that controls the current. Electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply,
The other end of the conductor bar is electrically connected to the negative electrode terminal of the DC power supply via a first negative electrode side switch that turns on and off the current, and via a positive electrode side control component that controls the current. Is electrically connected to the positive electrode terminal of the DC power supply.
The number of the DC power supplies is the same as that of the conductor bars, and one conductor bar is electrically connected to one DC power supply.
The first positive electrode side switch, the negative electrode side control component, the first negative electrode side switch, and the positive electrode side control component are controlled by a control device to form each conductor bar of the single stator. The amplitude and phase of the flowing current are controlled,
Each of the conductor bars is individually controlled so that a three-phase alternating current is energized in the stator, and each conductor bar is individually controlled so as to generate a concentrated winding magnetic flux in the stator. The energized currents are the U +, V +, and W + phases, which are three-phase alternating current phases with the same amplitude and the phases shifted by 120 degrees, and the states in which the phases are inverted with respect to the U +, V +, and W +. It has U-, V-, and W- phases, and has U-, V-, and W- phases.
The rotor has 10 poles in the circumferential direction.
Each of the two conductor bars inserted into each of the status lots was inserted into the conductor bar a inserted radially outside and the conductor bar a inserted radially inside the first, ten, 19, 28, and 37 status lots. The conductor bar b, the conductor bar c inserted radially outside and the conductor bar d inserted radially inside the second, 11, 20, 29, 38 status lot, and the third, 12, 21, The conductor bar e inserted radially outside and the conductor bar f inserted radially inside the 30,39 status lot, and the conductor bar f inserted radially outside the fourth, thirteenth, 22, 31, and 40 status lots. The conductor bar g and the conductor bar h inserted in the radial direction, the conductor bar i inserted in the radial outside of the fifth, 14, 23, 32, 41 status lot and the conductor bar inserted in the radial inside. j, the conductor bar k inserted radially outside and the conductor bar l inserted radially inside the 6,15,24,33,42 status lot, and the seventh,16,25,34, 43 Conductor bar m inserted radially outside the status lot, conductor bar n inserted radially inside, and conductor bars inserted radially outside the eighth, 17, 26, 35, 44 status lots. o and the conductor bar p inserted in the radial direction, the conductor bar q inserted in the radial outside of the ninth, 18, 27, 36, 45 status lot and the conductor bar r inserted in the radial inside. Have,
The phase of the current flowing through each of the conductor bars is individually controlled for each of the conductor bars so that a three-phase alternating current is applied to the stator and a magnetic flux of the concentrated winding is generated in the stator. W- phase on bar a, U + phase on conductor bar b, U- phase on conductor bar g, V + phase on conductor bar h, V-phase on conductor bar m, conductor bar n Each conductor bar is individually controlled so that it has a W + phase and no current flows through the conductor bars c, d, e, f, i, j, k, l, o, p, q, and r. Rotating electric machine to be done.
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