KR20030051829A - 브러시리스 다상 교류전기 및 그 통전제어장치 - Google Patents

브러시리스 다상 교류전기 및 그 통전제어장치 Download PDF

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KR20030051829A
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

진각 통전에 적합한 브러시리스 다상 교류전기 및 그 통전제어장치에 관한다.
로터(60)의 회전위치를 검지하는 자극센서(29)를 구비하고, 각 상으로 공급되는 상 전류가, 상기 자극센서의 검지신호에 의거하여 소정량만큼 진각되는 브러시리스 다상 교류전기에 있어서, 자극센서(29)를 상기 진각 통전되는 상 전류의 전환 타이밍이 상기 자극센서에 의하여 검지되는 자계의 변화 타이밍과 일치하도록 배치한다.

Description

브러시리스 다상 교류전기 및 그 통전제어장치{BRUSHLESS MULTIPHASE AC ELECTRIC MACHINE AND ITS ENERGIZATION CONTROLLER}
종래, 내연기관용의 스타터 모터와 발전기는 개별로 장치되어 있으나, 각각의 기능을 일체화시킨 스타터겸 발전기장치가, 예를 들면 일본국 특개평10-148142호 공보에 개시되어 있다.
한편, 내연기관용의 스타터 모터로서, 스테이터의 바깥 둘레를 원통형상의 로터가 회전하는 외전형의 영구자석식 회전전동기가 알려져 있다. 또 이와 같은 영구자석식 회전전기에 있어서, 로터 및 스테이터 사이에서의 자속분포의 왜곡을 완화시켜 토오크진동의 발생을 방지하기 위하여, 인접하는 영구자석 사이에 보극(補極)부를 형성한 영구자석식 회전전기가, 예를 들면 일본국 특개평8-275476호 공보에 개시되어 있다.
보극부를 구비한 종래의 영구자석식 회전전기에서는, 보극부가 영구자석의 일부로서도 기능하기 때문에, 상기 회전전기에 대한 통전 타이밍은, 상기 보극부의회전방향에 관한 폭에 상당하는 각도만큼 진각시키는 것이 바람직하다.
여기서, 상기한 종래기술에서는, 표준 통전타이밍(0°진각)을 자극센서의 검지신호의 변화로서 검지하고, 그 표준 통전타이밍에 의거하여 진각위치를 연산에 의하여 구하고 있었기 때문에, 특히 로터 회전수가 불안정해지는 저회전영역에서는, 진각 위치를 정확하게 검지할 수 없었다.
본 발명의 목적은, 상기한 종래기술의 과제를 해결하여, 각 상에 공급하는 상 전류를 원하는 각도만큼 정확하게 진각할 수 있도록 한 브러시리스 다상 교류전기 및 그 통전제어장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 브러시리스의 다상 교류전기 및 그 통전제어장치에 관한 것으로, 특히, 진각 통전에 적합한 브러시리스 다상 교류전기 및 그 통전제어장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명을 적용한 스쿠터형 자동 이륜차의 전체 측면도,
도 2는 도 1의 스윙유닛의 크랭크축을 따른 단면도,
도 3은 스타터겸 발전기(영구자석식 회전전동기)의 회전축(크랭크축)에 수직한 면에서의 일부 파단 평면도,
도 4는 도 3의 측면 단면도,
도 5는 로터 요크의 평면도,
도 6은 로터 요크의 측면도,
도 7은 로터 요크의 부분 확대도,
도 8은 로터 요크에 설치한 공극부의 기능(전동시)을 설명하기 위한 도,
도 9는 로터 요크에 설치한 공극부의 기능(발전시)을 설명하기 위한 도,
도 10은 도 9의 부분 확대도,
도 11은 도 10의 부분 확대도,
도 12는 스타터겸 발전기의 제어계의 블록도,
도 13은 본 실시형태에 있어서의 통전제어의 동작 타이밍을 모식적으로 표현한 도,
도 14는 120°정전 통전을 5°진각으로 실행한 경우의 신호 파형도,
도 15는 180°정전 통전을 10°진각으로 실행한 경우의 신호 파형도,
도 16은 120°역전 통전을 5°진각으로 실행한 경우의 신호파형도이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하와 같은 수단을 강구한 점에 특징이 있다.
(1) 로터의 회전위치를 검지하는 자극센서를 구비하고, 각 상으로 공급되는 상 전류가, 상기 자극센서의 검지신호에 의거하여 소정량만큼 진각되는 브러시리스다상 교류전기에 있어서, 상기 자극센서를, 상기 진각 통전되는 상 전류의 통전 타이밍이 상기 자극센서에 의하여 검지되는 자계의 변화 타이밍과 일치하도록 배치한 것을 특징으로 한다.
(2) 브러시리스 다상 교류전기의 각 자극센서의 검지신호에 의거하여 로터의 1회전을 복수의 스테이지로 분할하여, 각 상 전류를 스테이지단위로 제어하는 브러시리스 다상 교류전기의 통전제어장치에 있어서, 각 상으로 공급하는 상 전류의 위상을 1 스테이지 상당 각의 절반의 각도만큼 진각시킨 것을 특징으로 한다.
상기한 특징 (1)에 의하면, 로터의 회전위치가 진각 통전의 전환 타이밍에 도달하면, 이것에 응답하여 자극센서의 검지신호가 변화하기 때문에, 진각 통전의 전환 타이밍을 자극센서의 검지신호에 의거하여 정확하게 검지할 수 있다.
상기한 특징 (2)에 의하면, 로터의 정전(正轉)시 뿐만 아니라 역전(逆轉)시에도, 회전위치가 진각 통전의 전환 타이밍에 도달하면, 이것에 응답하여 자극센서의 검지신호가 변위하므로, 진각 통전의 전환 타이밍을 정확하게 검지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 차량용 발전제어장치를 적용한 스쿠터형 자동 이륜차의 전체 측면도이다.
차체 앞 부분과 차체 뒷부분은 낮은 플로어부(4)를 거쳐 연결되어 있고, 차체의 골격을 이루는 차체 프레임은, 대략 다운튜브(6)와 메인 파이프(7)로 구성된다. 연료탱크 및 수납박스(모두 도시 생략)는 메인 파이프(7)에 의하여 지지되고, 그 위 쪽에 시트(8)가 배치되어 있다.
차체 앞 부분에서는, 스티어링 헤드(5)에 축 지지되어 위쪽에 핸들(11)이 설치되고, 아래쪽에 프론트 포크(12)가 연장되어, 그 하단에 전륜(FW)이 축 지지되어 있다. 핸들(11)의 상부는 계기판을 겸한 핸들 커버(13)로 덮여져 있다. 메인 파이프(7)의 상승부 하단에는 브래킷(15)이 돌출 설치되고, 이 브래킷(15)에는 스윙유닛 (2)의 행거 브래킷(18)이 링크부재(16)를 거쳐 요동 자유롭게 연결 지지되어 있다.
스윙 유닛(2)에는 그 앞 부분에 단기통의 2 스트로크 내연기관(E)이 탑재되어 있다. 이 내연기관(E)으로부터 뒤쪽에 걸쳐 벨트식 무단변속기(10)가 구성되고, 그 뒷부분에 원심 클러치를 거쳐 설치된 감속기구(9)에 후륜(RW)이 축 지지되어 있다. 이 감속기구(9)의 상단과 메인 파이프(7)의 상부 굴곡부와의 사이에는 리어 쿠션 (3)이 장치되어 있다. 스윙 유닛(2)의 앞 부분에는 내연기관(E)으로부터 연장 돌출한 흡기관(19)에 접속된 기화기(17) 및 이 기화기(17)에 연결되는 공기청정기 (14)가 설치되어 있다.
도 2는 상기 스윙 유닛(2)을 크랭크축(201)을 따라 절단한 단면도이고, 상기 와 동일한 부호는 동일 또는 동등부분을 표시하고 있다.
스윙 유닛(2)은, 좌우의 크랭크 케이스(202L, 202R)를 합체하여 구성되는 크랭크 케이스(202)에 덮여지고, 크랭크축(201)은 크랭크 케이스(202R)에 고정된 베어링(208, 209)에 의하여 회전 자유롭게 지지되어 있다. 크랭크축(201)에는 크랭크 핀(213)을 거쳐 콘로드(도시 생략)가 연결되어 있다.
왼쪽 크랭크 케이스(202L)는, 벨트식 무단변속실 케이스를 겸하고 있고, 왼쪽 크랭크 케이스(202L)까지 연장된 크랭크축(201)에는 밸트구동 풀리(210)가 회전 가능하게 설치되어 있다. 밸트구동 풀리(210)는, 고정측 풀리 절반체(210L)와 가동측풀리 절반체(210R)로 이루어지고, 고정측 풀리 절반체(210L)는 크랭크축(201)의 왼쪽 끝부에 보스(211)를 거쳐 고정되고, 그 오른쪽에 가동측 풀리 절반체(210R)가 크랭크축(201)에 스플라인 끼워 맞춰져, 고정측 풀리 절반체(210L)에 접근·이반할 수 있다. 양 풀리 절반체(210L, 210R) 사이에는 V벨트(212)가 감겨져 있다.
가동측 풀리 절반체(210R)의 오른쪽에서는 캠 플레이트(215)가 크랭크축(201)에 고정되어 있고, 그 바깥 둘레끝에 설치한 슬라이드 피스(215a)가, 가동측 풀리 절반체(210R)의 바깥 둘레끝에서 축방향으로 형성한 캠 플레이트 슬라이딩 보스부(210Ra)에 슬라이딩 자유롭게 걸어 맞춰져 있다. 가동측 풀리 절반체(210R)의 캠 플레이트(215)는, 바깥 둘레 주위가 캠 플레이트(215)측으로 경사진 테이퍼면을 가지고 있고, 그 테이퍼면과 가동측 풀리 절반체(210R) 사이의 빈 곳에 드라이 웨이트 폴(216)이 수용되어 있다.
크랭크축(201)의 회전속도가 증가하면, 가동측 풀리 절반체(210R)와 캠 플레이트(215)와의 사이에 있어서 함께 회전하는 상기 드라이 웨이트 폴(216)이, 원심력에 의하여 원심방향으로 이동하고, 가동측 풀리 절반체(210R)는 드라이 웨이트 폴 (216)에 가압되어 왼쪽으로 이동하여 고정측 풀리 절반체(210L)에 접근한다. 그 결과, 양 풀리 절반체(210L, 210R) 사이에 끼워진 V벨트(212)는 원심방향으로 이동하여, 그 감김 지름이 커진다.
차량의 뒷부분에는 상기 밸트구동 풀리(210)에 대응하는 피동 풀리(도시 생략)가 설치되고, V벨트(212)는 이 피동 풀리에 감겨져 있다. 이 벨트 전달기구에 의하여 내연기관(E)의 동력은 자동조정되어 원심 클러치에 전해지고, 상기 감속기구 (9) 등을 거쳐 후륜(RW)을 구동한다.
오른쪽 크랭크 케이스(202R)내에는 스타터 모터와 AC 발전기를 조합시킨 스타터겸 발전기(1)가 설치되어 있다. 스타터겸 발전기(1)에서는, 크랭크축(201)의 선단 테이퍼부에 바깥쪽 로터(60)가 나사(253)에 의하여 고정되어 있다. 상기 바깥쪽 로터(60)의 안쪽에 설치되는 인너 스테이터(50)는, 크랭크 케이스(202)에 볼트 (279)에 의하여 나사 고정되어 지지된다. 또한 상기 스타터겸 발전기(1)의 구성에 대해서는 뒤에서 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
팬(280)은, 그 중앙 원추부(280a)의 끝부분을 볼트(246)에 의하여 바깥쪽 로터(60)에 고정하고 있고, 팬(280)은 라디에이터(282)를 거쳐 팬커버(281)에 의하여 덮여져 있다.
크랭크축(201) 위에는, 상기 스타터겸 발전기(1)와 베어링(209) 사이에 스프로킷(231)이 고정되어 있고, 이 스프로킷(231)에는 크랭크축(201)으로부터 캠축(도시 생략)을 구동하기 위한 체인이 감겨져 있다. 또한 상기 스프로킷(231)은, 윤활 유를 순환시키는 펌프에 동력을 전달하기 위한 기어(232)와 일체적으로 형성되어 있다.
도 3, 도 4는 상기 스타터겸 발전기(1)(영구자석식 회전전동기)의 회전축[크랭크축(201)]에 수직한 면에서의 일부 파단 평면도 및 그 측면 단면도, 도 5, 도 6은 로터 요크의 평면도 및 그 부분 확대도이고, 모두 상기와 동일한 부호는 동일 또는 동등부분을 표시하고 있다.
본 실시형태의 스타터겸 발전기(1)는, 도 3, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스테이터(50)와, 그 스테이터(50)의 바깥 둘레를 회전하는 바깥쪽 로터(60)로 구성되고, 상기 바깥쪽 로터(60)는 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 링형상의 규소강판(박판)을 대략 원통형상으로 적층하여 구성된 로터 요크(61)와, 도 3, 도 7에 나타낸 바와 같이 로터 요크(61)의 원주방향에 설치된 복수의 개구부(611)내에 교대로 삽입 관통된 N극 영구자석(62N) 및 S극 영구자석(62S)과, 도 3, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 로터 요크(61)를 상기 크랭크축(201)에 연결하는 컵형상의 로터 케이스 (63)에 의하여 구성되어 있다.
상기 로터 케이스(63)는, 그 원주 끝부에 포올부(63a)를 구비하고, 그 포올부 (63a)를 안쪽으로 구부림으로써 상기 적층구조의 로터 요크(61)가 축방향으로 끼워 유지되고, 또한 상기 로터 요크(61)의 개구부(611)내에 삽입 관통된 각 영구자석 [62(62N, 62S)]이 로터 요크(61)내의 소정위치에 유지된다.
상기 스테이터(50)는, 규소강판(박판)을 적층하여 구성되고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코어(51) 및 스테이터 돌출극(52)을 포함한다. 각 스테이터 돌출극(52)에는 스테이터권선(53)이 단극 집중방식으로 감겨지고, 스테이터(50)의 주면은 보호커버(71)로 덮여져 있다.
상기 로터 요크(61)에는, 도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 영구자석 (62)이 축방향으로 삽입되는 개구부(611)가 원주방향으로 30도 간격으로 12개 형성되어 있다. 인접하는 각 개구부(611)의 사이는 보극부(613)로서 기능한다.
상기 각 개구부(611)내에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 단면이 대략 북형상인 영구자석(62)이 삽입되어 있다. 여기서, 본 실시형태에서는 상기 개구부(611)의 형상과 영구자석(62)의 단면형상이 동일하지는 않고, 상기 개구부(611)에 상기 영구자석(62)이 삽입된 상태에서는, 각 영구자석(62)의 원주방향을 따른 양측부에 제 1 공극(612)이 형성되고, 또한 각 영구자석(62)의 양쪽 끝부에 있어서의 스테이터측에는 제 2 공극(614)이 형성된다.
이어서, 상기 로터 요크(61)에 설치한 슬릿(614) 및 로터 요크(61)와 영구자석(62) 사이에 형성되는 공극부(612)의 작용에 대하여, 도 8, 도 9를 참조하여 설명한다.
도 8은 상기 스타터겸 발전기(1)를 스타터 모터로서 기능시켰을 때의 자속밀도분포를 나타낸 도면이고, 도 9는 상기 발전기(1)를 발전기로서 기능시켰을 때의 자속밀도분포를 나타낸 도면이다.
상기 스타터겸 발전기(1)를 스타터 모터로서 기능시켰을 때, 상기 제어 유닛(40)을 거쳐 배터리(42)로부터 각 스테이터 권선(53)에 여자전류를 공급하면 도 8에 나타낸 바와 같이, N극으로 여자된 스테이터 돌출극(52N)으로부터 방사방향으로 발생한 자력선이 S극 영구자석(62S)의 스테이터측 표면으로부터 이면(裏面)으로 빠지고, 그 대부분은 로터 요크(61)의 코어부(615) 및 보극부(613)를 경유하여 인접하는 S극으로 여자된 스테이터 돌출극(52S), 스테이터 코어(51)를 경유하여 상기 N극으로 여자된 스테이터 돌출극(52N)으로 되돌아온다.
이때, 본 실시형태에서는 각 영구자석(62)의 원주방향을 따른 양측부에 공극 (612)이 형성되어, 각 영구자석(62)의 측부로부터 보극부(613)로의 누설자속이 감소되므로, 자력선의 대부분은 각 영구자석(62)으로부터 로터 요크(61)의 코어(615)로 빠지고, 다시 상기 보극부(613)를 경유하여 스테이터(50)측에 도달한다. 이 결과, 바깥쪽 로터(60)와 스테이터(50)와의 사이의 에어갭을 통과하는 자속의 수직성분이 증가하므로, 상기 공극(612)을 설치하지 않은 경우에 비하여 구동 토오크를 증가시키는 것이 가능하게 된다.
또한 본 실시형태에서는 영구자석(62)의 양쪽 끝부에 있어서의 스테이터측에도, 원주방향의 자로(磁路)를 제한하기 위한 슬릿(614)이 형성되어 있으므로, 로터 요크(61)의 안쪽을 통과하는 누설자속도 감소한다.
즉, 도 10에 도 8의 파선 원내를 확대하여 나타낸 바와 같이, 슬릿(614)의 한쪽(614A)은, 로터 요크(61)의 보극부(613)를 통과하는 자속(B1)이 로터 요크(61)의 안쪽 원주부(616)로 유도되는 것을 방해하여, 자속(B1)의 대부분을 스테이터 돌출극 (52S)으로 효율 좋게 유도하도록 작용한다. 또 슬릿(614)의 다른쪽(614B)은, 영구자석(62N)으로부터 로터 요크(61)의 안쪽 원주부(616)를 통과하는 자속(B2)이 보극부(613)로 유도되는 것을 방해하여, 자속(B2)의 대부분을 스테이터 돌출극(52S)으로 효율 좋게 유도하도록 작용한다. 그 결과, 바깥쪽 로터(60)와 스테이터(50) 사이의 에어갭을 통과하는 자속의 수직성분이 더욱 증가하여 스타터 모터로서의 구동 토오크를 더욱 증가시키는 것이 가능하게 된다.
한편, 상기 스타터겸 발전기(1)를 발전기로서 기능시킬 때는 도 9에 나타낸 바와 같이, 각 영구자석(62)으로부터 발생하는 자속이 스테이터 돌출극 및 스테이터 코어와 함께 폐자로(閉磁路)를 형성하기 때문에, 로터의 회전수에 따른 발전전류를 스테이터 권선에 발생시킬 수 있다.
또한 본 실시형태에서는 뒤에서 설명하는 레귤레이터(100)에 의한 레귤레이터전압을 14.5V로 설정하고, 상기 스타터겸 발전기(1)를 발전기로서 기능시켰을 때의 출력전압이 상기 레귤레이터 전압에 도달하면, 상 전류를 단락시키도록 하고 있다. 이에 의하여 각 스테이터 권선(53)에 단락전류가 지연 위상으로 흘러, 스테이터 (50)내를 통과하는 자력선이 감소하고, 인접하는 영구자석(62) 사이를 잇는 누설자속이 증가하기 때문에, 상기 스타터겸 발전기(1)의 피동 토오크가 감소하여 내연기관(E)의 부하가 감소한다.
즉, 도 11에 도 9의 파선 원내를 확대하여 나타낸 바와 같이, 인접하는 영구자석(62S, 62N) 사이에는 로터 요크(61)의 바깥쪽 원주부(617)를 경유하는 자속 (B3)과, 로터 요크(61)의 보극부(613)를 경유하는 자속(B4)과, 로터 요크(61)의 안쪽 원주부(616)를 통과하는 자속(B5)과, 로터 요크(61)의 안쪽 원주부(616), 에어갭 및 스테이터 돌출극(52N)을 경유하는 자속(B6)이 발생한다.
상기한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 바깥쪽 로터(60)의 로터 요크(61)가 각 영구자석(62) 사이에 보극부(613)를 가지는 영구자석식 회전전동기에 있어서, 각 영구자석(62)과 로터 요크(61)와의 사이에 공극(612) 및 슬릿(614)을 설치하였기때문에, 인접하는 영구자석 사이에서의 누설자속이 감소하고, 바깥쪽 로터(60)와 스테이터(50)와의 사이의 에어갭부를 수직으로 교차하는 자속이 증가한다. 따라서 상기 영구자석식 회전전동기를 발전기로서 기능시킬 때의 피동 토오크를 증가시키는 일 없이, 스타터 모터로서 기능시킬 때의 구동 토오크를 증대시킬 수 있다.
도 12는 상기 스타터겸 발전기(1)의 제어계의 블록도이고, 상기와 동일한 부호는 동일 또는 동등부분을 표시하고 있다.
ECU에는, 스타터겸 발전기(1)의 발전기 기능이 발생하는 3상 교류를 전파(全波) 정류하는 3상 전파 정류기(300)와, 전파 정류기(300)의 출력을 예정의 레귤레이터전압(레귤레이터 작동전압 : 예를 들면, 14.5V)으로 제한하는 레귤레이터(100)가 설치된다.
ECU에는, 로터각도를 검지하는 자극센서[29 (29U, 29V, 29W)], 점화코일 (21), 스로틀센서(23), 연료센서(24), 시트 스위치(25), 아이들 스위치(26), 냉각수온센서(27) 및 점화 펄서(30)가 접속되고, 각 부로부터 검출신호가 ECU에 입력된다. 점화코일(21)의 2차측에는 점화 플러그(22)가 접속되어 있다.
또한 ECU에는 스타터 릴레이(34), 스타터 스위치(35), 정지 스위치(36, 37), 스탠바이 인디케이터(38), 연료 인디케이터(39), 속도센서(40), 오토바이스터(41) 및 헤드 라이트(42)가 접속된다. 헤드 라이트(42)에는 디머 스위치(43)가 설치된다.
상기의 각 부에는 메인 퓨즈(44) 메인 스위치(45)를 거쳐 배터리(46)로부터 전류가 공급된다. 또한 배터리(46)는 스타터 릴레이(34)에 의하여 ECU에 직접 접속되는 한편, 메인 스위치(45)를 거치지 않고, 메인 퓨즈(44)만을 거쳐 ECU(3)에 접속되는 회로를 가진다.
이어서, 본 실시형태에 있어서의 진각 통전의 제어방법을, 도 13 내지 도 16의 파형도를 참조하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 상기 각 자극센서(29U, 29V, 29W)의 검지신호에 의거하여 로터의 1회전을 복수의 스테이지(#0, #1, #2 …)로 분할하고, 각 상 전류를 상기 스테이지단위로 제어한다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 로터의 60°(기계각)를 전기각의 360°로 하고, 이것을 6개의 스테이지(#0 내지 #5)로 분할하고 있다. 따라서1 스테이지는 기계각의 10°에 상당한다. 그리고 로터의 저회전영역 및 역전시에는 전기각으로 120°의 정전(역전) 통전을 5°(기계각) 진각으로 실행하고, 로터의 고회전영역에서는 전기각으로 180°의 정전 통전을 10°(기계각) 진각으로 실행한다.
도 14는 상기 120°정전 통전, 5°진각에 있어서의 신호 파형도, 도 15는 180°정전 통전, 10°진각에 있어서의 신호 파형도, 도 16은 역전 120°통전, 5° 진각에 있어서의 신호 파형도이다.
본 실시형태에서는, 각 자극센서(29U, 29V, 29W)가 자계의 변화를 검지하여, 그 검지신호가 변위하는 타이밍으로 각 상에 대한 통전 타이밍을 전환하도록 하고 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 도 14에 나타낸 정전 120°통전에 있어서의 5° 진각에서는 V상 센서[자극센서(29V)]의 검지신호가 하강하는 타이밍, 즉 스테이지 (#0)로부터 스테이지(#1)로의 전환 타이밍에 있어서 V상으로의 정방향 통전을 개시하고, 또한 U상으로의 정방향 통전을 정지하고 있다. 마찬가지로 U상 센서[자극센서(29U)]의 검지신호가 상승하는 타이밍, 즉 스테이지(#1)로부터 스테이지(#2)로의 전환 타이밍에 있어서 U상으로의 역방향 통전을 개시하고, 또한 W상으로의 역방향 통전을 정지하고 있다. 마찬가지로 W상 센서[자극센서(29W)]의 검지신호가 하강하는 타이밍, 즉 스테이지(#2)로부터 스테이지(#3)로의 전환 타이밍에 있어서 W상으로의 정방향 통전을 개시하고, 또한 V상으로의 정방향 통전을 정지하고 있다.
마찬가지로 도 15에 나타낸 정전 180°통전에 있어서의 10°진각에서도 스테이지(#O)로부터 스테이지(#1)로의 전환 타이밍에 있어서, U상으로의 정방향 통전을 역방향 통전으로 전환하고 있다. 마찬가지로 스테이지(#1)로부터 스테이지(#2)로의 전환 타이밍에 있어서, W상으로의 역방향 통전을 정방향 통전으로 전환하고 있다. 마찬가지로 스테이지(#2)로부터 스테이지(#3)로의 전환 타이밍에 있어서, V상으로의 정방향 통전을 역방향 통전으로 전환하고 있다.
환언하면, 본 실시형태에서는 각 자극센서(29U, 29V, 29W)가 각 상 전류의 진각 통전을 전환하는 타이밍에서 자계의 변화를 검지하고, 그 검지신호의 출력을 변위시키도록 소정의 위치에 배치되어 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는 상 전류를 진각시키는 통전의 전환 타이밍이, 자극센서(29)의 검지신호의 변위 타이밍과 일치하도록, 상기 각 자극센서를 소정의 위치에 배치하였기 때문에, 상 전류를 진각시킬 때의 통전제어를 정확하게 행할 수 있게 된다.
또한 본 실시형태에서는, 진각도를 1 스테이지 상당 각인 10°의 절반인 5°로 설정하였기 때문에, 도 16에 나타낸 역전 120°통전에 있어서의 5°진각에서도 정전시와 동일한 자극센서(29)를 사용하여, 진각 통전의 전환 타이밍을 자극센서의 검지신호의 변위 타이밍과 일치시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면 정전시 뿐만 아니라 역전시에도 상 전류를 진각시킬 때의 통전제어를 정확하게 행할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 이하와 같은 효과가 달성된다.
(1) 진각제어시에 있어서의 통전의 전환 타이밍이, 자극센서에 의한 자계변화의 검지타이밍과 일치하므로, 진각제어시에 있어서의 통전제어를 정확하게 행할 수 있게 된다.
(2) 진각도를 1 스테이지 상당 각의 절반으로 설정하였기 때문에, 역전 120° 통전에 있어서의 5°진각에서도 진각제어시에 있어서의 통전제어의 전환 타이밍을, 자극센서에 의한 자계변화의 검지 타이밍과 일치시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 로터(60)의 회전위치를 검지하는 자극센서(29)를 구비하고, 각 상으로 공급되는 상 전류가, 상기 자극센서의 검지신호에 의거하여 소정량만큼 진각되는 브러시리스 다상 교류전기에 있어서,
    상기 자극센서를, 상기 진각 통전되는 상 전류의 통전 타이밍이 상기 자극센서에 의하여 검지되는 자계의 변화 타이밍과 일치하도록 배치한 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 브러시리스 다상 교류전기는, 내연기관의 크랭크축(201)에 연결되어 상기 내연기관을 크랭킹하는 스타터 모터인 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다상 교류발전기는, 스테이터(50) 및 그 권선(53)과, 복수의 영구자석 (62)을 원주방향을 따라 배치하여 상기 스테이터에 대하여 회전하는 대략 원통형상의 로터(60)를 포함하고, 상기 로터가, 서로 인접하는 각 영구자석 사이에 보극부 (613)를 가지는 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기.
  4. 제 1항 또는 제 2항 기재의 브러시리스 다상 교류전기의 각 자극센서의 출력신호에 의거하여 로터의 1회전을 복수의 스테이지로 분할하고, 각 상 전류를 상기 스테이지 단위로 제어하는 브러시리스 다상 교류전기의 통전제어장치에 있어서,
    각 상으로 공급하는 상 전류의 위상을 상기 1 스테이지 상당 각의 절반의 각도만큼 진각시킨 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기의 통전제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    정전시와 역전시에서 진각량이 동일한 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기의 통전제어장치.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    로터의 회전속도가 소정의 기준속도를 초과하면, 상기 진각량을 상기 1 스테이지 상당 각으로 전환하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기의 통전제어장치.
  7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    로터의 회전속도가 상기 기준속도 이하인 경우에는, 각 상을 120°(전기각) 통전하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기의 통전제어장치.
  8. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    로터의 회전속도가 상기 기준속도를 초과하면, 각 상을 180°(전기각) 통전하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 다상 교류전기의 통전제어장치.
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