JP7103299B2

JP7103299B2 - 回転電機

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Inventors: 秀紀加藤
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Description

本発明は、回転電機に関するものである。

従来、３相電流が第１のインバータから供給される第１の電機子巻線と、３相電流が第２のインバータから供給される第２の電機子巻線と、を備える回転電機が知られている。このような回転電機では、第１のインバータと第２のインバータとの間で電流位相差が生じると、電機子巻線によって回転子と固定子との間の空隙に生じる電磁場を空間的にアンバランスとなり、トルクリプルが生じる可能性がある。

このため、特許文献１の回転電機は、第１の電機子巻線及び第２の電機子巻線がティースに巻回されることにより形成されるコイル体と、第１の電機子巻線がティースに巻回されることにより形成されるコイル体と、第２の電機子巻線がティースに巻回されることにより形成されるコイル体と、を備えるとともに、軸心を中心に各コイル体を、２ｎ回回転対称に配置している。

これにより、電流位相差が生じた場合であっても、回転子と固定子との間の空隙に生じる電磁場を空間的にバランスさせ、トルクリプルを抑制させることができる。このため、振動や騒音を抑制することができる。

特許第５９０５１７６号

このような回転電機では、さらなる振動や騒音の抑制が要求されており、その要求に対して未だ技術的な改善の余地があると考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、振動や騒音を抑制することができる回転電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための第１の手段は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する回転子と、多相の固定子巻線、及び周方向に所定間隔で複数設けられ、前記固定子巻線が巻回されるティースを有する固定子鉄心を有する固定子と、を備える回転電機において、前記固定子巻線には、第１のインバータから３相の電流が供給される第１の固定子巻線と、第２のインバータから３相の電流が供給される第２の固定子巻線と、があり、前記第１のインバータから供給される３相の電流と、前記第２のインバータから供給される３相の電流とは、それぞれ所定の電流位相差を有し、前記３相のうちＵ相の前記第１の固定子巻線が第１ティースに巻回されることにより形成されるＵ相のコイル体Ｕａと、前記３相のうちＶ相の前記第１の固定子巻線が第１ティースに巻回されることにより形成されるＶ相のコイル体Ｖａと、前記３相のうちＷ相の前記第１の固定子巻線が第１ティースに巻回されることにより形成されるＷ相のコイル体Ｗａと、前記Ｕ相の前記第２の固定子巻線が第２ティースに巻回されることにより形成されるＵ相のコイル体Ｕｂと、前記Ｖ相の前記第２の固定子巻線が第２ティースに巻回されることにより形成されるＶ相のコイル体Ｖｂと、前記Ｗ相の前記第２の固定子巻線が第２ティースに巻回されることにより形成されるＷ相のコイル体Ｗｂと、前記３相のうちいずれか１相の前記第１の固定子巻線及び前記３相のうちいずれか１相の前記第２の固定子巻線が第３ティースに巻回されることにより形成されるＵ相のコイル体Ｕｃと、前記３相のうちいずれか１相の前記第１の固定子巻線及び前記３相のうちいずれか１相の前記第２の固定子巻線が第３ティースに巻回されることにより形成されるＶ相のコイル体Ｖｃと、前記３相のうちいずれか１相の前記第１の固定子巻線及び前記３相のうちいずれか１相の前記第２の固定子巻線が第３ティースに巻回されることにより形成されるＷ相のコイル体Ｗｃと、を備え、各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差と、が電気角で２０度を含む所定の位相範囲内となるように、又は、各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差と、が電気角で２０度を含む所定の位相範囲内となるように、前記第３ティースに巻回される前記第１の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力と当該第３ティースに巻回される前記第２の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力との合算位相差、若しくは、前記第３ティースに巻回される前記第１の固定子巻線の部分巻線に流れる電流と当該第３ティースに巻回される前記第２の固定子巻線の部分巻線に流れる電流との合算位相差が設定されている。

コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力と、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力とのそれぞれ位相差と、各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力と各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力とのそれぞれの位相差と、が所定の位相範囲内となるようにすることにより、又は、各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力と、各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力とのそれぞれ位相差と、各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力と各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力とのそれぞれの位相差と、が所定の位相範囲内となることにより、電気６次又は１２次の高調波成分を打消し、トルクリプルを抑制することが可能となる。

モータを示す縦断面図。モータを示す横断面図。制御装置の電気的構成を示す図。部分巻線の配置を示す図。固定子巻線を示す図。引出線の配置を示す図。トルクの高調波成分を示す図。起磁力の合算を示すベクトル図。電磁力の変動を示す図。第２実施形態における部分巻線の配置を示す図。モータを示す横断面図。第２実施形態の起磁力の合算を示すベクトル図。第３実施形態における部分巻線の配置を示す図。第４実施形態における部分巻線の配置を示す図。別例における部分巻線の配置を示す図。別例における部分巻線の配置を示す図。別例における部分巻線の配置を示す図。

（第１実施形態）
以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。第１実施形態では、回転電機としてのモータ１０を例示して説明する。

図１に示すモータ１０は、永久磁石界磁型のものであり、具体的には３相巻線を有する永久磁石界磁型同期機である。つまり、モータ１０は、ブラシレスモータである。この３相巻線は２系統有していてもよい。モータ１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に固定される固定子３０と、固定子３０に対して回転する回転子４０と、回転子４０が固定される回転軸１１と、を備える。以下、本実施形態において、軸方向とは、回転軸１１の軸方向のことを示す（図において矢印Ｙ１で示す）。径方向とは、回転軸１１の径方向のことを示す（図において矢印Ｙ２で示す）。周方向とは、回転軸１１の周方向のことを示す（図において矢印Ｙ３で示す）。

ハウジング２０は、円筒形状に形成されており、ハウジング２０内には、固定子３０及び回転子４０等が収容されている。ハウジング２０には、軸受け２３，２４が設けられており、この軸受け２３，２４により回転軸１１が回転自在に支持されている。ハウジング２０の内周面の軸心は、回転軸１１と同軸となっている。回転軸１１の先端側には、角度センサ１２が設けられている。角度センサ１２は、磁気センサでもレゾルバでもよい。

固定子３０は、ハウジング２０の軸方向略中央において、ハウジング２０の内周に沿って円筒状に設けられている。そして、固定子３０は、回転軸１１の軸心Ｏを中心にして、ハウジング２０の内周面に固定されている。固定子３０は、磁気回路の一部を構成するものであり、円環状をなし回転子４０の外周側において径方向に対向して配置される固定子鉄心３１（電機子コア、ステータコア）と、固定子鉄心３１に巻回された固定子巻線３２（電機子巻線、アーマチャコイル）とを有している。

図２に示すように、固定子鉄心３１は、円環状のバックヨーク３３と、バックヨーク３３から径方向から回転軸１１に向かって突出し、周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティースＴ１～Ｔ１８とを有し、隣り合うティースＴ１～Ｔ１８の間にスロット３５（ステータスロット）が形成されている。固定子鉄心３１においてスロット３５は周方向に等間隔に設けられ、そのスロット３５に固定子巻線３２が巻回される。本実施形態では、ティースＴ１～Ｔ１８の数を「１８」とし、スロット３５の数を「１８」としている。説明の都合上、各ティースＴ１～Ｔ１８には、周方向の配列順で反時計回りに符号Ｔ１～１８を付する。固定子巻線３２は、当該スロット３５に収容され保持されている。そして、固定子巻線３２は、電力（交流電力）が供給されることで磁束を発生する。

固定子鉄心３１は、円環状をなす複数の薄板状の磁性体である鋼板（コアシート）を、固定子鉄心３１の軸方向に積層して形成された一体型のものである。鋼板は、帯状の電磁鋼板材をプレス打ち抜きすることで形成される。

回転子４０は、磁気回路の一部を構成するものであり、周方向に１又は複数対の磁極を有し、固定子３０に対して径方向に対向するように配置される。本実施形態において、回転子４０は、１４個の（すなわち、磁極対数が７個となる）磁極を有する。回転子４０は、磁性体からなる回転子鉄心４１と、回転子鉄心４１に固定される永久磁石４２と、を備える。具体的には、図２に示すように、回転子４０は、周方向に極性が交互となるように磁石部としての永久磁石４２を１４個備えており、回転子鉄心４１に軸方向に沿って設けられた収容孔に永久磁石４２が埋め込まれている。

回転子４０は、周知の構成でよく、例えば、ＩＰＭ型（Interior Permanent Magnet：埋め込み磁石型）の回転子であっても、ＳＰＭ型（Surface Permanent Magnet：表面磁石側）の回転子であってもよい。また、回転子４０として、界磁巻線側の回転子を採用してもよい。本実施形態では、ＩＰＭ型の回転子を採用している。回転子４０には、回転軸１１が挿通され、回転軸１１を中心にして回転軸１１と一体回転するように回転軸１１に固定されている。

モータ１０には、制御装置５０が接続されている。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。

制御装置５０が備える機能としては、例えば、外部（例えばバッテリ）からの電力を変換し、モータ１０に供給して駆動力を発生させる機能を有する。また、例えば、制御装置５０は、角度センサ１２から入力された回転角度に関する情報を利用して、モータ１０の制御（電流制御など）を行う機能を備える。

また、制御装置５０には、図３に示すように、第１のインバータ回路５１及び第２のインバータ回路５２が設けられている。第１のインバータ回路５１は、それぞれ３相の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されている。制御装置５０は、各アームに設けられたスイッチング素子のオンオフにより、各相における電流を制御する。

詳しく説明すると、図３に示すように、第１のインバータ回路５１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において、スイッチング素子としての上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。本実施形態では、各相における上アームスイッチＳｐ及び下アームスイッチＳｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはＩＧＢＴを用いている。なお、ＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。各相における上アームスイッチＳｐ及び下アームスイッチＳｎには、それぞれフリーホイールダイオード（還流ダイオード）Ｄｐ，Ｄｎが逆並列に接続されている。

各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子（コレクタ）は、バッテリの正極端子に接続されている。また、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子（エミッタ）は、バッテリの負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点は、それぞれ固定子巻線３２の一端（引出線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）に接続されている。なお、第２のインバータ回路５２も第１のインバータ回路５１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

ところで、回転電機では、トルクリプルに基づく騒音や振動が問題となっている。トルクリプルは、主に６次高調波成分又は１２次高調波成分が主要成分となるため、これらの抑制することが望ましい。そこで、以下のように構成した。

固定子巻線３２は、３相の各相をそれぞれ表すＵ相、Ｖ相、及びＷ相の固定子巻線３２に分類される。図４及び図５に示すように、Ｕ相の固定子巻線３２は、８個の部分巻線＋Ｕ１１，＋Ｕ１２，－Ｕ１３，－Ｕ１４，－Ｕ２１，＋Ｕ２２，＋Ｕ２３，－Ｕ２４により構成されている。Ｖ相の固定子巻線３２は、８個の部分巻線－Ｖ１１，＋Ｖ１２，＋Ｖ１３，－Ｖ１４，＋Ｖ２１，－Ｖ２２，－Ｖ２３，＋Ｖ２４により構成されている。Ｕ相の固定子巻線３２は、８個の部分巻線＋Ｗ１１，－Ｗ１２，－Ｗ１３，＋Ｗ１４，＋Ｗ２１，－Ｗ２２，－Ｗ２３，＋Ｗ２４により構成されている。

また、２４個の部分巻線は、図２及び図４に示すように、各ティースＴ１～Ｔ１８に対応して、＋Ｕ１１、＋Ｖ２１、＋Ｗ１１／－Ｖ２２、－Ｗ１２、－Ｕ２１、－Ｖ１１／＋Ｕ２２、＋Ｖ１２、＋Ｗ２１、＋Ｕ１２／－Ｗ２２、－Ｕ１３、－Ｖ２３、－Ｗ１３／＋Ｖ２４、＋Ｗ１４、＋Ｕ２３、＋Ｖ１３／－Ｕ２４、－Ｖ１４、－Ｗ２３、－Ｕ１４／＋Ｗ２４の順番で配置されている。

なお、「＋」及び「－」の符号は、電流の向き、すなわち、部分巻線により生じる界磁の極性を示す。例えば、本実施形態の図２において、紙面手前側から奥側への電流の流れを「＋」とした場合、奥側から手前側への電流の流れが「－」となる。つまり、固定子巻線３２に電流が流れた場合、「＋」の部分巻線と、「－」の部分巻線とは、径方向に反対となる起磁力が生じることを意味する。「＋」の部分巻線と、「－」の部分巻線とは、電気角で１８０度の起磁力の位相差があるといえる。「＋」の部分巻線と、「－」の部分巻線とは、巻き方を反対することにより実現できる。後述するコイル体の場合も同様である。

また、「／」は同じティースＴ１～Ｔ１８に対して、２個の部分巻線が径方向位置を異ならせて配置されていることを示している。つまり、ティースＴ３，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２，Ｔ１５，Ｔ１８に対して２個の部分巻線が配置されている。そして、他のティースＴ１，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１４，Ｔ１６，Ｔ１７に対して１個の部分巻線が配置されている。なお、ティースＴ３，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２，Ｔ１５，Ｔ１８において、部分巻線の径方向位置を入れ替えてもよい。

次に、図５に基づいて、固定子巻線３２の配線について説明する。本実施形態では、Ｙ結線（スター結線）としているが、デルタ結線としてもよい。

図５に示すように、固定子巻線３２は、第１の固定子巻線３２ａと、第２の固定子巻線３２ｂとから構成されている。第１の固定子巻線３２ａでは、Ｕ相の部分巻線＋Ｕ１１，＋Ｕ１２，－Ｕ１３，－Ｕ１４が直列に接続され、Ｖ相の部分巻線－Ｖ１１，＋Ｖ１２，＋Ｖ１３，－Ｖ１４が直列に接続され、Ｗ相の部分巻線＋Ｗ１１，－Ｗ１２，－Ｗ１３，＋Ｗ１４が直列に接続されている。そして、これらの直列接続体は、一端が中性点Ｑに接続され、他端が第１のインバータ回路５１に接続される引出線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１にそれぞれ接続されている。なお、引出線Ａ１には、Ｕ相の部分巻線が接続され、引出線Ｂ１には、Ｖ相の部分巻線が接続され、引出線Ｃ１には、Ｗ相の部分巻線が接続される。

第２の固定子巻線３２ｂも同様に、Ｕ相の部分巻線－Ｕ２１，＋Ｕ２２，＋Ｕ２３，－Ｕ２４が直列に接続され、Ｖ相の部分巻線＋Ｖ２１，－Ｖ２２，－Ｖ２３，＋Ｖ２４が直列に接続され、Ｗ相の部分巻線＋Ｗ２１，－Ｗ２２，－Ｗ２３，＋Ｗ２４が直列に接続されている。そして、これらの直列接続体は、一端が中性点Ｑに接続され、他端が第２のインバータ回路５２に接続される引出線Ａ２，Ｂ２，Ｃ２にそれぞれ接続されている。なお、引出線Ａ２には、Ｕ相の部分巻線が接続され、引出線Ｂ２には、Ｖ相の部分巻線が接続され、引出線Ｃ２には、Ｗ相の部分巻線が接続される。

図６に示すように、各引出線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２は、回転軸１１の軸心Ｏを中心として点対称となるように配置されている。すなわち、引出線Ａ１，Ａ２は、１８０度間隔で配置されており、引出線Ｂ１，Ｂ２は、１８０度間隔で配置されており、引出線Ｃ１，Ｃ２は、１８０度間隔で配置されている。なお、引出線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２は、軸方向に沿って直線状に設けられている。

ここで、ティースＴ１，Ｔ４，Ｔ７，Ｔ１０，Ｔ１３，Ｔ１６に、第１の固定子巻線３２ａのみが巻回（巻装）されることにより、各相のコイル体がそれぞれ２つずつ設けられている。これらのＵ相のコイル体を、コイル体Ｕａと示し、Ｖ相のコイル体を、コイル体Ｖａと示し、Ｗ相のコイル体を、コイル体Ｗａと示す。以下では、第１の固定子巻線３２ａのみが巻回されるティースを、第１ティースと示す場合がある。第１実施形態では、ティースＴ１，Ｔ４，Ｔ７，Ｔ１０，Ｔ１３，Ｔ１６が第１ティースに相当する。

また、ティースＴ２，Ｔ５，Ｔ８，Ｔ１１，Ｔ１４，Ｔ１７に、第２の固定子巻線３２ｂのみが巻回されることにより、各相のコイル体がそれぞれ２つずつ設けられている。これらのＵ相のコイル体を、コイル体Ｕｂと示し、Ｖ相のコイル体を、コイル体Ｖｂと示し、Ｗ相のコイル体を、コイル体Ｗｂと示す。以下では、第２の固定子巻線３２ｂのみが巻回されるティースを、第２ティースと示す場合がある。第１実施形態では、ティースＴ２，Ｔ５，Ｔ８，Ｔ１１，Ｔ１４，Ｔ１７が第２ティースに相当する。

そして、ティースＴ３，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２，Ｔ１５，Ｔ１８に、第１の固定子巻線３２ａと、第２の固定子巻線３２ｂとが巻回されることにより、各相のコイル体がそれぞれ２つずつ設けられている。これらのＵ相のコイル体を、コイル体Ｕｃと示し、Ｖ相のコイル体を、コイル体Ｖｃと示し、Ｗ相のコイル体を、コイル体Ｗｃと示す。以下では、第１の固定子巻線３２ａ及び第２の固定子巻線３２ｂが巻回されるティースを、第３ティースと示す場合がある。第１実施形態では、ティースＴ３，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２，Ｔ１５，Ｔ１８が第３ティースに相当する。

図２に示すように、各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃは、回転軸１１の軸心を中心として、２回回転対称に配置されている。つまり、軸心を中心に、機械角で１８０度回転させても、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの配置順が同じとなっている。

ここで、部分巻線＋Ｕ１１，＋Ｕ１２の起磁力Ｆｕ１ａ、部分巻線－Ｕ１３，－Ｕ１４の起磁力Ｆｕ１ｂ、部分巻線＋Ｕ２２，＋Ｕ２３の起磁力Ｆｕ２ａ、部分巻線－Ｕ２１，－Ｕ２４の起磁力Ｆｕ２ｂは、数式（１）～（４）により表すことができる。なお、「θ」は、固定子巻線３２に流れる電流の位相（第１のインバータ回路５１から供給されるＵ相電流の位相を基準とする）である。「β」は、第１のインバータ回路５１から供給される電流と第２のインバータ回路５２から供給される電流との位相差（以下、電流位相差と示す場合がある）である。また、「Ｎ」は、各部分巻線の巻回数である。

同様に、部分巻線＋Ｖ１２，＋Ｖ１３の起磁力Ｆｖ１ａ、部分巻線－Ｖ１１，－Ｖ１４の起磁力Ｆｖ１ｂ、部分巻線＋Ｖ２１，＋Ｖ２４の起磁力Ｆｖ２ａ、部分巻線－Ｖ２２，－Ｖ２３の起磁力Ｆｖ２ｂは、数式（５）～（８）により表すことができる。

同様に、部分巻線＋Ｗ１１，＋Ｗ１４の起磁力Ｆｗ１ａ、部分巻線－Ｗ１２，－Ｗ１３の起磁力Ｆｗ１ｂ、部分巻線＋Ｗ２１，＋Ｗ２４の起磁力Ｆｗ２ａ、部分巻線－Ｗ２２，－Ｗ２３の起磁力Ｆｗ２ｂは、数式（９）～（１２）により表すことができる。

そして、各相におけるトルクの６次高調波成分「Ｔｒ６」は、数式（１３）により表すことができる。また、各相におけるトルクの１２次高調波成分「Ｔｒ１２」は、数式（１４）により表すことができる。

なお、数式（１３），（１４）において、αは定数であり、ノイズなどにより依存する。また、第１実施形態において、数式（１３），（１４）の第１項は、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａに基づく成分に対応し、第２項は、コイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂに基づく成分に対応し、第３項は、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃに基づく成分に対応する。

また、「λ１」は、Ｕ相においては、コイル体Ｕａの起磁力に対するコイル体Ｕｂの起磁力の位相差を示す。つまり、コイル体Ｕａの起磁力を基準として、コイル体Ｕｂの起磁力の位相の遅れを示す。同様に、「λ１」は、Ｖ相においては、コイル体Ｖａの起磁力に対するコイル体Ｖｂの起磁力の位相差を示し、Ｗ相においては、コイル体Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｗｂの起磁力の位相差を示す。同様に、「λ２」は、Ｕ相においては、コイル体Ｕａの起磁力に対するコイル体Ｕｃの起磁力の位相差を示し、Ｖ相においては、コイル体Ｖａの起磁力に対するコイル体Ｖｃの起磁力の位相差を示し、Ｗ相においては、コイル体Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｗｃの起磁力の位相差を示す。また、数式（１３），（１４）において、「Ｔａ」は、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。また、「Ｔｂ」は、コイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。また、「Ｔｃ」は、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。

ここで、「γ１」と「γ２」がそれぞれ電気角で「２０度」と「４０度」である場合であって、「Ｔａ」、「Ｔｂ」及び「Ｔｃ」が同じである場合、数式（１５）、（１６）及び図７に示すように、トルクの各高調波成分がキャンセルされることがわかる。

そして、本実施形態において、第１のインバータ回路５１と、第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」は、電気角で２０度としている。つまり、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力との各位相差は、２０度ということとなり、「λ１」は、２０度となる。したがって、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差が、４０度となるようにすれば、トルクリプルを抑制することができるといえる。

つまり、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力との各位相差と、コイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差とを、それぞれ２０度となるようにすればよい。なお、位相差は、２０度が望ましいが、２０度を含む所定の位相範囲（例えば、１５～２５度の範囲）としてもよく、この場合でもトルクリプルの抑制効果を得ることができる。

そこで、本実施形態では、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差が４０度となるように（コイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差が２０度となるように）、各第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力と第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力との位相差が、電気角で７２～８８度の範囲内となるように設定されている。なお、以下では、各第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線に対して、第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線の起磁力の位相差を、合算位相差と示す場合がある。

合算位相差を、電気角で７２～８８度の範囲内としたが、８０度とすることが望ましい。本実施形態では、合算位相差が、８０度となるように設定している。

第３ティースであるティースＴ９に設けられるコイル体Ｕｃを例示して、起磁力の合算について詳しく説明する。図２及び図４に示すように、ティースＴ９に設けられるコイル体Ｕｃは、部分巻線＋Ｕ１２／－Ｗ２２により構成されている。部分巻線＋Ｕ１２の起磁力Ｆｕ１ａと、部分巻線－Ｗ２２の起磁力Ｆｗ２ｂは、数式（１）（１２）に示すとおりである。これらの起磁力をベクトル図で表すと、図８のようになる。そして、部分巻線＋Ｕ１２の起磁力Ｆｕ１ａと部分巻線－Ｗ２２の起磁力Ｆｗ２ｂとを合算すると、数式（１７）に示すようになる。

なお、数式（１７）では、部分巻線＋Ｕ１２の巻回数と、部分巻線－Ｗ２２の巻回数を、共にＮとしている。数式（１７）に示すように、ティースＴ９に部分巻線＋Ｕ１２及び部分巻線－Ｗ２２を巻回することにより、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対して位相差が４０度となるコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力を実現することができる。

ところで、数式（１７）に示すように、起磁力は、部分巻線の巻回数に比例している。このため、各部分巻線の巻回数を適切に設定しなければ、各コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃとの間で、起磁力の振幅が揃わなくなる。つまり、数式（１３）、（１４）において、定数「Ｔａ」「Ｔｂ」「Ｔｃ」にばらつきが生じることとなる。起磁力の振幅が揃っていない場合、トルクリプルのキャンセル効果が低減してしまう。したがって、各コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の振幅が所定の振幅範囲内となるように各巻回数を設定することが望ましい。

そこで、本実施形態では、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力と、コイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力とを揃えるため、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ及びコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの巻回数を共に同じ巻回数「Ｎａ」とする。

また、各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力が同程度となるように、各第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの巻回数、及び第２の固定子巻線３２ｂの巻回数が設定されている。

具体的には、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの巻回数、及び第２の固定子巻線３２ｂの巻回数を「Ｎｂ」とする場合に、１．４≦Ｎａ／Ｎｂ≦１．６の関係を満たすように、巻回数「Ｎａ」及び「Ｎｂ」が設定されている。Ｎａ／Ｎｂが１．５３に近づくような値となることが好ましく、本実施形態では、Ｎａ：Ｎｂを３：２の比率（Ｎａ／Ｎｂが１．５）となるように巻回数を設定している。

以上、第１実施形態の構成によれば、以下の効果を有する。

コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差、及びコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差を、２０度を含む所定の位相範囲内となるようにした。具体的には、各第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力に対して、当該第３ティースに巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力の位相差（合算位相差）が、電気角で７２～８８度の範囲となるように設定した。本実施形態では、合算位相差が８０度となるように設定した。これにより、数式（１５）～（１７）に示すように、トルクの６次又は１２次高調波成分を打消し、トルクリプルを抑制することが可能となる。

コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力が所定の振幅範囲内（本実施形態では同程度）となるように、各部分巻線の巻回数を設定した。具体的には、第１ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの巻回数を巻回数「Ｎａ」とした場合、第２ティースに巻回される第２の固定子巻線３２ｂの巻回数を「Ｎａ」とする。そして、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの巻回数、及び第２の固定子巻線３２ｂの巻回数をそれぞれ「Ｎｂ」とする場合に、１．４≦Ｎａ／Ｎｂ≦１．６の関係を満たすように、各巻回数を設定した。本実施形態では、Ｎａ：Ｎｂを３：２の比率（Ｎａ／Ｎｂが１．５）となるように巻回数を設定した。これにより、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の振幅を同程度にすることができ、トルクリプルを抑制することができる。

モータ１０は、磁極数を「１４」とし、スロット３５の数を「１８」とした。すなわち、磁極数を（１８±４）×ｍ（ｍは１以上の整数）とし、かつ、スロット数を１８×ｍとした。これにより、軸心を中心として、電磁力のバランスを取ることができる。

図９に基づいて詳しく説明する。図９（ａ）は、各ティースＴ１～Ｔ１８により発生する電磁力と、モータ１０の機械角との関係を示す図である。図９（ｂ）は、回転軸１１を中心とした場合において、図９（ａ）に示す電磁力の変動を周方向に沿って示したものである。

図４に示すように、Ｕ相のコイル体Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃが約９０度間隔で配置されている。Ｖ相のコイル体Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ及びＷ相のコイル体Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃも同様である。このため、図９に示すように、電磁力のバランスが良くなる。したがって、電磁力がどこかに偏ることがなくなり、トルク変動を抑え、振動や騒音を抑制することができる。

磁極数を「１４」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力と、当該第３ティースに巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力との合算位相差を、電気角で８０度とした。これにより、図２及び図４に示すように、部分巻線が配置されることとなる。図２及び図４に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち一方に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、第３ティースであるティースＴ１８に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線－Ｕ１４は、周方向に隣接する第１ティースであるティースＴ１に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１１と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち他方に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、第３ティースであるティースＴ１８に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｗ２４は、周方向に隣接する第２ティースであるティースＴ１７に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｗ２３と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

図６に示すように、引出線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２は、回転軸１１の軸心を中心として各相が対称となるように配置されている。これにより、引出線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２から発生する漏れ磁束をバランスさせ、打ち消すことができるため、角度センサ１２の検出誤差を抑制することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、合算位相差を８０度としたが、第２実施形態では、合算位相差を４０度としている。すなわち、第２実施形態では、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差が４０度となるように、各第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力に対して、第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力の合算位相差が、４０度となるように設定されている。なお、４０度とすることが好ましいが、３２～４８度の範囲内で変更してもよい。

このようにする場合、各相の部分巻線の配置は、図１０及び図１１に示すようになる。ここで、ティースＴ９に設けられるコイル体Ｕｃを例示して、合算位相差が４０度となることについて説明する。

図１０に示すように、ティースＴ９に設けられるコイル体Ｕｃは、部分巻線－Ｗ１２／＋Ｕ２２により構成されている。部分巻線－Ｗ１２の起磁力Ｆｗ１ｂと、部分巻線＋Ｕ２２の起磁力Ｆｕ２ａは、数式（１０）（３）に示すとおりである。これらをベクトル図で表すと、図１２のようになる。そして、部分巻線－Ｗ１２の起磁力Ｆｗ１ｂと部分巻線＋Ｕ２２の起磁力Ｆｕ２ａとを合算すると、数式（１８）に示すようになる。

なお、数式（１８）では、部分巻線－Ｗ１２の巻回数と、部分巻線＋Ｕ２２の巻回数は、共にＮとしている。数式（１８）に示すように、ティースＴ９に部分巻線－Ｗ１２及び部分巻線＋Ｕ２２を巻回することにより、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対して位相差（合算位相差）が４０度となるコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力を実現することができる。

ところで、数式（１８）に示すように、起磁力は、部分巻線の巻回数に比例している。このため、各部分巻線の巻回数を適切に設定しなければ、各コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃとの間で、起磁力の振幅が揃わなくなる。

そこで、第２実施形態では、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ及びコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの巻回数を共に同じ巻回数「Ｎａ」とし、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの巻回数及び第２の固定子巻線３２ｂの巻回数を「Ｎｂ」とする場合に、１．８≦Ｎａ／Ｎｂ≦２．０の関係を満たすように、巻回数「Ｎａ」及び「Ｎｂ」が設定されている。Ｎａ／Ｎｂが１．８８に近づくような値となることが好ましく、本実施形態では、Ｎａ：Ｎｂを１９：１０の比率（Ｎａ／Ｎｂが１．９）となるように巻回数を設定している。

以上、第２実施形態の構成によれば、以下の効果を有する。

コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差、及びコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差を、２０度を含む所定の位相範囲内となるようにした。具体的には、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力に対して、当該第３ティースに巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力の合算位相差が、４０度となるように設定した。つまり、合算位相差が４０度となるように設定した。これにより、数式（１５）（１６）（１８）に示すように、トルクの６次又は１２次高調波成分を打消し、トルクリプルを抑制することが可能となる。

また、１．８≦Ｎａ／Ｎｂ≦２．０の関係を満たすように、各巻回数を設定した。本実施形態では、Ｎａ：Ｎｂを１９：１０の比率（Ｎａ／Ｎｂが１．９）となるように巻回数を設定した。これにより、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の振幅を同程度にすることができ、トルクリプルを抑制することができる。

モータ１０は、磁極数を「１４」とし、スロット３５の数を「１８」とした。すなわち、磁極数を（１８±４）×ｍ（ｍは１以上の整数）として、かつ、スロット数を１８×ｍとした。これにより、第１実施形態と同様に、軸心を中心として、電磁力のバランスを取ることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、第１のインバータ回路５１と、第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、電気角で２０度としたが、第３実施形態では、４０度としている。つまり、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力との各位相差は、４０度ということとなる。

このため、第３実施形態では、数式（１３），（１４）において、第１項は、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａに基づく成分に対応し、第２項は、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃに基づく成分に対応し、コイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂに基づく成分に対応する。

そして、第３実施形態では、「λ１」は、Ｕ相においては、コイル体Ｕａの起磁力に対するコイル体Ｕｃの起磁力の位相差を示し、Ｖ相においては、コイル体Ｖａの起磁力に対するコイル体Ｖｃの起磁力の位相差を示し、Ｗ相においては、コイル体Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｗｃの起磁力の位相差を示す。同様に、「λ２」は、Ｕ相においては、コイル体Ｕａの起磁力に対するコイル体Ｕｂの起磁力の位相差を示し、Ｖ相においては、コイル体Ｖａの起磁力に対するコイル体Ｖｂの起磁力の位相差を示し、Ｗ相においては、コイル体Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｗｂの起磁力の位相差を示す。また、数式（１３），（１４）において、「Ｔａ」は、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。「Ｔｂ」は、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。「Ｔｃ」は、コイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。

したがって、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差が、２０度となるようにすれば、数式（１５）、（１６）により、トルクリプルを抑制することができるといえる。

つまり、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力との各位相差と、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差とを、それぞれ２０度となるようにすればよい。なお、位相差は、２０度が望ましいが、２０度を含む所定の位相範囲（例えば、１５～２５度の範囲）としてもよく、この場合でもトルクリプルの抑制効果を得ることができる。

そこで、第３実施形態では、各第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力と第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力との位相差が、電気角で７２～８８度の範囲となるように設定されている。つまり、合算位相差が電気角で７２～８８度の範囲となるように設定されている。第３実施形態でも第１実施形態と同様に、合算位相差を８０度とすることが望ましい。

具体的には、図１３に示すように、各ティースＴ１～Ｔ１８に、部分巻線を配置している。このように構成することにより、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力との各位相差と、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差とを、それぞれ２０度とすることができる。また、第１実施形態と同様に、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力とを揃えるため、Ｎａ：Ｎｂを３：２の比率（Ｎａ／Ｎｂが１．５）となるように巻回数を設定している。

以上のように構成することにより、第３実施形態は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、インバータ回路５１，５２の電流位相差「β」を４０度とするとともに、合算位相差を第３実施形態とは異なり、４０度としている。つまり、各第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力と第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力との位相差を、４０度となるように設定している。なお、第２実施形態と同様に、４０度とすることが好ましいが、３２～４８度の範囲内で変更してもよい。

具体的には、図１４に示すように、各ティースＴ１～Ｔ１８に、部分巻線を配置している。このように構成することにより、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対するコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力との各位相差と、コイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力に対するコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差とを、それぞれ２０度とすることができる。また、第２実施形態と同様の理由から、コイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力とを揃えるため、Ｎａ：Ｎｂを１９：１０の比率（Ｎａ／Ｎｂが１．９）となるように巻回数を設定している。

以上により、第４実施形態は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
・上記実施形態において、磁極数を「２２」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「２０度」とし、合算位相差を「８０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１５に示す。

この場合、図１５に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち一方に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線－Ｕ１２は、周方向に隣接する第１ティースであるティースＴ１に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１１と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち他方に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｗ２１は、周方向に隣接する第２ティースであるティースＴ３に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｗ２２と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「２２」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「２０度」とし、合算位相差を「４０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１５に示す。

・上記実施形態において、磁極数を「２２」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「４０度」とし、合算位相差を「８０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１５に示す。

この場合、図１５に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち一方に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｖ１１は、周方向に隣接する第１ティースであるティースＴ４に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線－Ｖ１２と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち他方に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｕ２２は、周方向に隣接する第２ティースであるティースＴ２に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｕ２１と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「２２」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「４０度」とし、合算位相差を「４０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１５に示す。

・上記実施形態において、磁極数を「１６」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「２０度」とし、合算位相差を「８０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１６に示す。

この場合、図１６に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｖ１１は、周方向に２つ隣の第１ティースであるティースＴ４に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｖ１２と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｕ２１は、周方向に２つ隣の第２ティースであるティースＴ１８に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｕ２４と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「１６」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「２０度」とし、合算位相差を「４０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１６に示す。

この場合、図１６に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち一方に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線－Ｕ１２は、周方向に隣接する第１ティースであるティースＴ１に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１１と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち他方に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｖ２１は、周方向に隣接する第２ティースであるティースＴ３に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｖ２２と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「１６」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「４０度」とし、合算位相差を「８０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１６に示す。

この場合、図１６に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１２は、周方向に２つ隣の第１ティースであるティースＴ１に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１１と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｗ２１は、周方向に２つ隣の第２ティースであるティースＴ５に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｗ２２と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「１６」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「４０度」とし、合算位相差を「４０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１６に示す。

この場合、図１６に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち一方に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線－Ｖ１１は、周方向に隣接する第１ティースであるティースＴ４に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｖ１２と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち他方に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｖ２２は、周方向に隣接する第２ティースであるティースＴ２に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｖ２１と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「２０」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「２０度」とし、合算位相差を「８０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１７に示す。

この場合、図１７に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１２は、周方向に２つ隣の第１ティースであるティースＴ１に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１１と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｗ２１は、周方向に２つ隣の第２ティースであるティースＴ５に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｗ２２と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「２０」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「２０度」とし、合算位相差を「４０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１７に示す。

この場合、図１７に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち一方に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ３に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線－Ｗ１１は、周方向に隣接する第１ティースであるティースＴ４に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｗ１２と接続することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「２０」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「４０度」とし、合算位相差を「８０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１７に示す。

この場合、図１７に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｗ１１は、周方向に２つ隣の第１ティースであるティースＴ４に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｗ１２と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に２つ隣のティースＴ１～Ｔ１８に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｖ２１は、周方向に２つ隣の第２ティースであるティースＴ１８に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線＋Ｖ２４と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を「２０」とし、スロット数を「１８」とし、かつ、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」を、「４０度」とし、合算位相差を「４０度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図１７に示す。

この場合、図１７に示すように、第３ティースに巻回された第１の固定子巻線３２ａを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち一方に巻回される第１の固定子巻線３２ａと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第１の固定子巻線３２ａの部分巻線－Ｕ１２は、周方向に隣接する第１ティースであるティースＴ１に巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線＋Ｕ１１と接続することが可能となる。

同様に、第３ティースに巻回された第２の固定子巻線３２ｂを、周方向に隣接するティースＴ１～Ｔ１８のうち他方に巻回される第２の固定子巻線３２ｂと接続することが可能となる。例えば、この例における第３ティースであるティースＴ２に巻回された第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｕ２１は、周方向に隣接する第２ティースであるティースＴ３に巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線－Ｕ２２と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット３５間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。

・上記実施形態において、磁極数を（１８±４）×ｍ（ｍは１以上の整数）とし、かつ、スロット数が１８×ｍとしてもよい。また、磁極数を（１８±２）×ｎ（ｎは１以上の整数）とし、かつ、スロット数を１８×ｎとしてもよい。なお、磁極数を（１８±４）×ｍ（ｍは１以上の整数）とし、かつ、スロット数が１８×ｍとした場合、図９において前述したように、９０度間隔毎に、電磁力が大きくなるため、バランスを取ることができ、騒音、振動を抑制することができる。

・上記実施形態において、第１のインバータ回路５１と第２のインバータ回路５２との電流位相差「β」は、「２０度」又は「４０度」であることが好ましいが、それぞれ１５～２５度の範囲、及び３５～４５度の範囲内で変更してもよい。

・上記実施形態において、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａと、第２の固定子巻線３２ｂの合算位相差は、「４０度」又は「８０度」であることが好ましいが、それぞれ３２～４８度の範囲、及び７２～８８度の範囲内で変更してもよい。
・上記実施形態において、モータ１０は、ラジアルギャップモータに限らず、例えば、アキシャルギャップモータでもよい。また、モータ１０は、リラクタンスモータ、誘導モータであってもよい。

・上記実施形態及び上記変形例では、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線により発生する起磁力と当該第３ティースに巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線により発生する起磁力との合算位相差（起磁力合算位相差）が所定の範囲内となるように設定することにより、トルクリプルを抑制した。この起磁力合算位相差の代わりに、第３ティースに巻回される第１の固定子巻線３２ａの部分巻線に流れる電流と当該第３ティースに巻回される第２の固定子巻線３２ｂの部分巻線に流れる電流との合算位相差（電流合算位相差）を用いてもよい。

なお、部分巻線に流れる電流の位相は、部分巻線の巻回方向により、位相が１８０度ずれることに留意する必要がある。つまり、同じＵ相の部分巻線であっても、「＋」の部分巻線に流れる電流と、「－」の部分巻線に流れる電流とは位相を１８０度ずらして、合算する電流の位相差を考える必要がある。

例えば、インバータの電流位相差「β」が２０度であり、Ｕ相の部分巻線であって、かつ、「＋」の部分巻線に流れる電流の位相を基準の位相「θ」とする場合、Ｖ相の部分巻線であって、「－」の部分巻線に流れる電流の位相は、「θ－１２０（Ｖ相による位相のずれ）－２０（電流位相差βに基づくずれ）－１８０（巻回方向による位相のずれ）」＝「θ－３２０」となる。

１０…モータ、３０…固定子、３２…固定子巻線、３２ａ…第１の固定子巻線、３２ｂ…第２の固定子巻線、４０…回転子、４２…永久磁石、５１…第１のインバータ回路、５２…第２のインバータ回路、Ｔ１～Ｔ１８…ティース。

Claims

周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する回転子（４０）と、多相の固定子巻線（３２）、及び周方向に所定間隔で複数設けられ、前記固定子巻線が巻回されるティース（Ｔ１～Ｔ１８）を有する固定子鉄心を有する固定子（３０）と、を備える回転電機（１０）において、
前記固定子巻線には、第１のインバータ（５１）から３相の電流が供給される第１の固定子巻線（３２ａ）と、第２のインバータ（５２）から３相の電流が供給される第２の固定子巻線（３２ｂ）と、があり、
前記第１のインバータから供給される３相の電流と、前記第２のインバータから供給される３相の電流とは、それぞれ所定の電流位相差（β）を有し、
前記３相のうちＵ相の前記第１の固定子巻線が第１ティースに巻回されることにより形成されるＵ相のコイル体Ｕａと、
前記３相のうちＶ相の前記第１の固定子巻線が第１ティースに巻回されることにより形成されるＶ相のコイル体Ｖａと、
前記３相のうちＷ相の前記第１の固定子巻線が第１ティースに巻回されることにより形成されるＷ相のコイル体Ｗａと、
前記Ｕ相の前記第２の固定子巻線が第２ティースに巻回されることにより形成されるＵ相のコイル体Ｕｂと、
前記Ｖ相の前記第２の固定子巻線が第２ティースに巻回されることにより形成されるＶ相のコイル体Ｖｂと、
前記Ｗ相の前記第２の固定子巻線が第２ティースに巻回されることにより形成されるＷ相のコイル体Ｗｂと、
前記３相のうちいずれか１相の前記第１の固定子巻線及び前記３相のうちいずれか１相の前記第２の固定子巻線が第３ティースに巻回されることにより形成されるＵ相のコイル体Ｕｃと、
前記３相のうちいずれか１相の前記第１の固定子巻線及び前記３相のうちいずれか１相の前記第２の固定子巻線が第３ティースに巻回されることにより形成されるＶ相のコイル体Ｖｃと、
前記３相のうちいずれか１相の前記第１の固定子巻線及び前記３相のうちいずれか１相の前記第２の固定子巻線が第３ティースに巻回されることにより形成されるＷ相のコイル体Ｗｃと、を備え、
各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差と、が電気角で２０度を含む所定の位相範囲内となるように、
又は、各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂの起磁力に対する各相のコイル体Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力の各位相差と、が電気角で２０度を含む所定の位相範囲内となるように、前記第３ティースに巻回される前記第１の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力と当該第３ティースに巻回される前記第２の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力との合算位相差、若しくは、前記第３ティースに巻回される前記第１の固定子巻線の部分巻線に流れる電流と当該第３ティースに巻回される前記第２の固定子巻線の部分巻線に流れる電流との合算位相差が設定されている回転電機。
各相のコイル体Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの起磁力が所定の振幅範囲内となるように、前記第１ティースに巻回される前記第１の固定子巻線の巻回数、又は前記第２ティースに巻回される前記第２の固定子巻線の巻回数に対して、前記第３ティースに巻回される前記第１の固定子巻線の巻回数及び前記第２の固定子巻線の巻回数を異ならせている請求項１に記載の回転電機。
前記合算位相差が、電気角で７２～８８度の範囲で設定されている請求項１又は２に記載の回転電機。
前記回転子の磁極数が（１８±４）×ｍ（ｍは１以上の整数）であって、かつ、前記ティース間のスロット数が１８×ｍである請求項３に記載の回転電機。
前記回転子の磁極数が（１８±２）×ｎ（ｎは１以上の整数）であって、かつ、前記ティース間のスロット数が１８×ｎである請求項３に記載の回転電機。
前記回転子の磁極数を「１４」又は「２２」とし、前記ティース間のスロット数を「１８」とし、かつ、前記合算位相差を、電気角で８０度とした請求項１又は２に記載の回転電機。
前記回転子の磁極数を「１６」又は「２０」とし、前記ティース間のスロット数を「１８」とし、かつ、前記合算位相差を、電気角で８０度とした請求項１又は２に項に記載の回転電機。
前記第１ティースに巻回される第１の固定子巻線の巻回数及び前記第２ティースに巻回される第２の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Ｎａ」とし、前記第３ティースに巻回される第１の固定子巻線の巻回数及び前記第３ティースに巻回される第２の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Ｎｂ」とする場合に、１．４≦Ｎａ／Ｎｂ≦１．６の関係を満たすように、各巻回数が設定されている請求項３～７のうちいずれか１項に記載の回転電機。
前記合算位相差が、電気角で３２～４８度の範囲で設定されている請求項１又は２に記載の回転電機。
前記回転子の磁極数が（１８±４）×ｍ（ｍは１以上の整数）であって、かつ、前記ティース間のスロット数が１８×ｍである請求項９に記載の回転電機。
前記回転子の磁極数が（１８±２）×ｎ（ｎは１以上の整数）であって、かつ、前記ティース間のスロット数が１８×ｎである請求項９に記載の回転電機。
前記回転子の磁極数を「１６」又は「２０」とし、前記ティース間のスロット数を「１８」とし、かつ、前記合算位相差を、電気角で４０度とした請求項１又は２に項に記載の回転電機。
前記第１ティースに巻回される第１の固定子巻線の巻回数及び前記第２ティースに巻回される第２の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Ｎａ」とし、前記第３ティースに巻回される第１の固定子巻線の巻回数及び前記第３ティースに巻回される第２の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Ｎｂ」とする場合に、１．８≦Ｎａ／Ｎｂ≦２．０の関係を満たすように、各巻回数が設定されている請求項９～１２のうちいずれか１項に記載の回転電機。
前記第１のインバータから供給される３相の電流と、前記第２のインバータから供給される３相の電流との電流位相差は、１５～２５度の範囲内、又は３５～４５度の範囲内で設定される請求項１～１３のうちいずれか１項に記載の回転電機。
前記回転電機の回転軸（１１）には、角度センサ（１２）が設けられており、
前記第１のインバータに接続される前記第１の固定子巻線の引出線（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）、及び前記第２のインバータに接続される前記第２の固定子巻線の引出線（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）は、前記回転軸を中心として各相が対称となるように配置されている請求項１～１４のうちいずれか１項に記載の回転電機。