WO2020129651A1 - 電動機システム - Google Patents

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WO2020129651A1
WO2020129651A1 PCT/JP2019/047477 JP2019047477W WO2020129651A1 WO 2020129651 A1 WO2020129651 A1 WO 2020129651A1 JP 2019047477 W JP2019047477 W JP 2019047477W WO 2020129651 A1 WO2020129651 A1 WO 2020129651A1
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winding
windings
zero
positive
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PCT/JP2019/047477
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谷口　真
守屋　一成
平本　健二
中井　英雄
大谷　裕子
浦田　信也
雅史 難波
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株式会社デンソー
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/30—Arrangements for controlling the direction of rotation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Definitions

  • the present disclosure relates to an electric motor system.
  • Electric motors that generate torque with electric energy are used in electric vehicles.
  • the electric motor generates a torque in the rotor by an electromagnetic interaction between, for example, a permanent magnet provided in the rotor and a stator coil provided in the stator.
  • the stator coil of the electric motor is connected to the inverter.
  • a multiphase alternating current that generates a rotating magnetic flux around the rotor is passed by the inverter through the multiphase windings that form the stator coil.
  • torque is generated in the rotor by the generated rotating magnetic flux.
  • Patent Document 1 describes a technique of controlling a zero-phase current flowing in a multi-phase winding forming a stator coil to generate a radial force in a rotor.
  • the zero-phase current is a current that flows in the same phase in the multiphase windings that form the stator coil.
  • Patent Document 2 describes a control device for a rotating electric machine in which a battery is connected to a neutral point of a multiphase winding that constitutes a stator coil.
  • the zero-phase current flowing in the multiphase winding is switched by the inverter, and the output voltage of the battery is boosted by the induced electromotive force generated in the multiphase winding.
  • the capacitor as a DC voltage source included in the inverter is charged by the boosted voltage.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a technique of utilizing a zero-phase current in addition to a polyphase alternating current flowing through a stator coil. However, the zero-phase current described in these documents does not increase the torque generated in the rotor.
  • the present disclosure aims to increase the torque generated in the rotor of the electric motor.
  • a first electric motor system includes a stator core main body that surrounds a rotor, and a plurality of teeth that are circumferentially arranged, each of which protrudes from a wall surface of the stator core main body toward the rotor. And the teeth.
  • the electric motor system further includes a concentrated winding stator coil, an inverter, and a zero-phase switching arm.
  • the concentrated winding stator coil includes windings of a plurality of phases, and the windings are arranged at teeth determined for each of the plurality of teeth.
  • each of the windings of a plurality of phases is connected to the inverter, and a current for generating a rotating magnetic flux around the rotor is passed through the windings of a plurality of phases.
  • the other ends of the windings of a plurality of phases are commonly connected to the zero-phase switching arm, a zero-phase current flowing at a common connection point of the windings of a plurality of phases is adjusted, and the zero-phase current causes the rotor to rotate. To generate torque.
  • a second electric motor system includes a stator core main body that surrounds a rotor, and a plurality of teeth that are arranged in a circular shape, each of which protrudes from a wall surface of the stator core main body toward the rotor. And a plurality of the teeth that have been formed.
  • the electric motor system further includes a concentrated winding stator coil and first and second inverters.
  • the concentrated winding stator coil includes windings of a plurality of phases, and the windings are arranged at teeth determined for each of the plurality of teeth.
  • each of the windings of a plurality of phases is connected to the first inverter, and a current for generating a rotating magnetic flux around the rotor is passed through the windings of a plurality of phases.
  • the second inverter has the other ends of the windings of the plurality of phases connected to each other, allows a current for generating a rotating magnetic flux around the rotor to flow through the windings of the plurality of phases, and The zero-phase current that flows is adjusted, and torque is generated in the rotor by the zero-phase current.
  • each of the windings has a positive winding and a reverse winding connected in series.
  • the forward winding and the reverse winding of each of the windings are arranged in the teeth defined for the forward winding and the reverse winding of each of the plurality of teeth.
  • the series connection points of the positive winding and the reverse winding in each of the windings of a plurality of phases are commonly connected.
  • the second electric motor system includes the U-phase, V-phase, and W-phase windings as the windings of a plurality of phases.
  • the U-phase positive winding, the V-phase reverse winding, and the W-phase positive winding are connected to the first inverter.
  • the U-phase reverse winding, the V-phase positive winding, and the W-phase reverse winding are connected to the second inverter.
  • the first electric motor system includes the respective windings of U-phase, V-phase and W-phase as the windings of a plurality of phases.
  • Each of the U-phase, V-phase, and W-phase windings includes a positive winding and a reverse winding that are not directly connected.
  • the electric motor system further includes first and second inverters as the inverter, and first and second zero-phase switching arms as the zero-phase switching arm.
  • the positive winding and the reverse winding of each phase are arranged in the teeth defined for the positive winding and the reverse winding of each phase among the plurality of teeth.
  • each of the U-phase positive winding, the V-phase reverse winding, and the W-phase positive winding is connected to the first inverter, and a current that generates a rotating magnetic flux around the rotor is supplied to the U-phase.
  • the first zero-phase switching arm is commonly connected to the other ends of the U-phase positive winding, the V-phase reverse winding, and the W-phase positive winding, and has a U-phase positive winding and a V-phase positive winding. The zero-phase current flowing through the common connection point of the reverse winding of W and the positive winding of W phase is adjusted.
  • each of the U-phase reverse winding, the V-phase positive winding, and the W-phase reverse winding is connected to the second inverter, and a current for generating a rotating magnetic flux around the rotor is supplied to the U-phase.
  • a current for generating a rotating magnetic flux around the rotor is supplied to the U-phase.
  • the other ends of the U-phase reverse winding, the V-phase positive winding, and the W-phase reverse winding are commonly connected to the second zero-phase switching arm, and the U-phase reverse winding and the V-phase reverse winding are connected.
  • the zero-phase current flowing through the common connection point of the positive winding of W and the reverse winding of W phase is adjusted.
  • each of the windings of the plurality of phases includes a forward winding and a reverse winding that are not directly connected.
  • the electric motor system further includes first and second inverters as the inverter, and first and second zero-phase switching arms as the zero-phase switching arm.
  • the first inverter is connected to one end of each of positive windings of a plurality of phases, and causes a current for generating a rotating magnetic flux around the rotor to flow in the positive windings of a plurality of phases.
  • the other ends of the positive windings of the plurality of phases are commonly connected to the first zero-phase switching arm, and adjust the zero-phase current flowing to the common connection point of the positive windings of the plurality of phases.
  • the second inverter is connected to one end of each of the multi-phase reverse windings, and supplies a current that causes a rotating magnetic flux around the rotor to the multi-phase reverse windings.
  • the second zero-phase switching arm is commonly connected to the other ends of the multi-phase reverse windings, and adjusts the zero-phase current flowing to the common connection point of the multi-phase reverse windings.
  • the torque generated in the rotor of the electric motor can be increased.
  • FIG. 6 is a diagram showing torque when the polarity of zero-phase current is reversed with respect to the condition of FIG. 5. It is a figure which shows zero-phase current and the torque which a rotor produces by zero-phase magnetic flux. It is a figure which shows the structure of the electric motor system which concerns on 2nd Embodiment.
  • the present disclosure relates to a technique of adjusting a current flowing in a stator coil of an electric motor and controlling a torque generated in a rotor.
  • a technique of adjusting a current flowing in a stator coil of an electric motor and controlling a torque generated in a rotor.
  • FIG. 1 shows the configuration of an electric motor system 1 according to the first embodiment.
  • the electric motor system 1 includes a battery 10, an inverter 12, an electric motor 14, a zero-phase switching arm Z, and a control unit 18.
  • the inverter 12 converts the DC power output from the battery 10 into three-phase AC power and outputs the three-phase AC power to the electric motor 14.
  • the rotor of the electric motor 14 is rotated by the three-phase AC power output from the inverter 12.
  • the neutral point N of the electric motor 14 is connected to the zero-phase switching arm Z.
  • the zero-phase current flowing in each winding of the electric motor 14 is adjusted by switching the zero-phase switching arm Z.
  • torque is generated in the rotor not only by the three-phase alternating current flowing through each winding but also by the zero-phase current.
  • the electric motor 14 includes a U-phase winding 20U, a V-phase winding 20V, and a W-phase winding 20W that form a concentrated winding stator coil.
  • the electric motor 14 also includes a U-phase terminal 22u, a V-phase terminal 22v, a W-phase terminal 22w, and a rotor.
  • One end (first end) of each of the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W is commonly connected at a neutral point N.
  • the other end (second end) of the U-phase winding 20U, the other end (second end) of the V-phase winding 20V, and the other end (second end) of the W-phase winding 20W are respectively connected to the U-phase terminal 22u. , V-phase terminal 22v and W-phase terminal 22w.
  • the other end of the U-phase winding 20U is connected to the U-phase terminal 22u
  • the other end of the V-phase winding 20V is connected to the V-phase terminal 22v
  • the other end of the W-phase winding 20W is , W-phase terminal 22w.
  • the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W generate a rotating magnetic flux in the electric motor 14 by the three-phase AC current flowing through the U-phase terminal 22u, the V-phase terminal 22v, and the W-phase terminal 22w. appear.
  • the rotor rotates in synchronization with the rotating magnetic flux.
  • the control unit 18 is configured to include an arithmetic processing device such as a processor and a memory.
  • the control unit 18 operates by a processor executing a program stored in a memory or a program read via an external I/F.
  • the control unit 18 controls switching of the inverter 12 and the zero-phase switching arm Z.
  • the inverter 12 includes a plurality of switching arms U, V, W.
  • the switching arm U is composed of an upper switching element S1 and a lower switching element S2 connected in series.
  • the switching arm V is composed of an upper switching element S3 and a lower switching element S4 connected in series.
  • the switching arm W is composed of an upper switching element S5 and a lower switching element S6 connected in series.
  • the switching arms U, V, and W are connected in parallel, the upper ends (first ends) of these switching arms are connected to the positive electrode terminal of the battery 10, and the lower ends (second end) thereof are the negative electrodes of the battery 10. It is connected to the terminal.
  • the U-phase terminal 22u of the electric motor 14 is connected to the connection point of the upper switching element S1 and the lower switching element S2 in the switching arm U.
  • the V-phase terminal 22v of the electric motor 14 is connected to a connection point between the upper switching element S3 and the lower switching element S4 in the switching arm V.
  • the W-phase terminal 22w of the electric motor 14 is connected to a connection point between the upper switching element S5 and the lower switching element S6 in the switching arm W.
  • the zero-phase switching arm Z includes an upper switching element A1 and a lower switching element A2 connected in series.
  • a neutral point N of the electric motor 14 is connected to a connection point between the upper switching element A1 and the lower switching element A2.
  • the upper end of the upper switching element A1 (the first end of the zero-phase switching arm Z) is connected to the positive terminal of the battery 10.
  • the lower end of the lower switching element A2 (the second end of the zero-phase switching arm Z) is connected to the negative terminal of the battery 10.
  • FIG. 1 shows an example in which an IGBT is used as a switching element.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • FIG. 2 shows a cross section perpendicular to the axial direction of the electric motor 14.
  • the electric motor 14 includes a rotor 30, a stator core 32, and a concentrated winding stator coil 36.
  • the stator core 32 includes a stator core body 34 and a plurality of teeth T1 to T12.
  • the stator core body portion 34 has a cylindrical hollow portion.
  • FIG. 2 shows an example of the stator core 32 provided with twelve teeth T1 to T12.
  • the teeth T1 to T12 are arranged on the inner wall surface of the stator core body 34 along the circumferential direction. Each of the teeth T1 to T12 projects inside the stator core 32 (toward the rotor 30).
  • Each of the teeth T1 to T12 has a shape extending toward the rotation axis of the electric motor 14 in the sectional shape shown in FIG.
  • a flange projecting in the circumferential direction is formed at the tip of each of the teeth T1 to T12.
  • Slots 38 are formed between adjacent teeth. That is, the stator core 32 has 12 slots 38 arranged in the circumferential direction by the 12 teeth T1 to T12.
  • the U-phase winding 20U includes a U-phase positive winding 20U+ and a U-phase reverse winding 20U-.
  • the U-phase positive winding 20U+ is configured by a conductor wire wound around the teeth T1 and T7.
  • the U-phase reverse winding 20U- is configured by a conductor wire wound around the teeth T4 and T10.
  • the forward winding and the reverse winding refer to two types of windings in which the winding directions of the conductor wire with respect to the teeth are opposite.
  • the teeth with the positive winding and the reverse winding Magnetic fluxes in mutually opposite directions are generated in the teeth provided with the wires.
  • the V-phase winding 20V includes a V-phase positive winding 20V+ and a V-phase reverse winding 20V-.
  • the V-phase positive winding 20V+ is composed of a conductor wire wound around the teeth T5 and T11.
  • the V-phase reverse winding 20V- is configured by a conductor wire wound around the teeth T2 and T8.
  • the W-phase winding 20W includes a W-phase positive winding 20W+ and a W-phase reverse winding 20W-.
  • W-phase positive winding 20W+ is configured by a conductor wire wound around teeth T3 and T9.
  • the W-phase reverse winding 20W- is constituted by a conductor wire wound around the teeth T6 and T12.
  • the three-phase alternating current flows through the U-phase winding 20U (20U+, 20U-), the V-phase winding 20V (20V+, 20V-), and the W-phase winding 20W (20W+, 20W-), so that the stator core 32 is provided with Generates a rotating magnetic flux ⁇ r. That is, a magnetic flux from the outer side to the inner side and a magnetic flux from the inner side to the outer side are generated at mechanical angle intervals of 90°. This magnetic flux rotates in synchronization with the three-phase alternating current flowing through the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V and the W-phase winding 20W. That is, the rotating magnetic flux ⁇ r is generated around the rotor 30.
  • the electric motor 14 includes the rotor 30, the stator core 32, and the concentrated winding stator coil 36.
  • the stator core body 34 surrounds the rotor 30.
  • Each of the teeth T1 to T12 protrudes from the wall surface of the stator core body 34 toward the rotor 30 and is arranged in a spiral shape.
  • the concentrated winding stator coil 36 includes U-phase, V-phase, and W-phase windings.
  • the concentrated winding stator coil 36 is arranged in one of the teeth T1 to T12 that is predetermined as a target for winding the winding.
  • the stator core 32, the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W constitute a 2-pole 6-slot concentrated winding stator.
  • the rotor 30 includes a cylindrical rotor body 40 and four permanent magnets M1 to M4.
  • the rotor body 40 is arranged in the hollow portion of the stator core body 34 with the same axis as the hollow portion.
  • the permanent magnets M1 to M4 extend in the axial direction of the electric motor 14 with the width direction perpendicular to the radial direction of the rotor 30.
  • the permanent magnets M1 to M4 are circumferentially arranged in a direction in which the polarities of the adjacent permanent magnets are opposite.
  • torque is generated in the rotor 30 by the magnetic action between the rotating magnetic flux ⁇ r generated inside the stator core 32 and the permanent magnets M1 to M4 provided in the rotor 30. ..
  • the rotor 30 rotates at a rotation speed synchronized with the rotating magnetic flux ⁇ r.
  • the direction of the zero-phase current flowing in each winding at a certain time is indicated by a dotted arrow, a black circle, and a cross.
  • a black circle indicates a zero-phase current flowing in a direction away from the drawing surface of the figure
  • a cross indicates a zero-phase current flowing in a direction toward the drawing surface of the figure. That is, the zero-phase current flows in the direction of the dotted arrow shown in FIG.
  • the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 in the direction shown by the one-dot chain line arrow in FIG. 2 is generated in each tooth T1 to T12.
  • the zero-phase current is adjusted so that torque is generated in the rotor 30 by the magnetic action between the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 and the rotor 30.
  • FIG. 3 shows the configuration of the inverter control unit 50 included in the control unit 18.
  • the inverter control unit 50 includes a carrier signal generation unit 54, a plurality of target signal generation units 52u, 52v, 52w, a plurality of comparison units 56u, 56v, 56w, and a plurality of buffers 58u, 58v, 58w.
  • the carrier signal generation unit 54 generates the carrier signal Cr and outputs the carrier signal Cr to the comparison units 56u, 56v and 56w.
  • the carrier signal Cr may be a signal whose time waveform is a triangular wave.
  • the target signal generators 52u, 52v, and 52w respectively respond to the U-phase current flowing in the U-phase winding 20U, the V-phase current flowing in the V-phase winding 20V, and the W-phase current flowing in the W-phase winding 20W of the electric motor 14, respectively.
  • Target signals Su, Sv and Sw indicating target values are generated. Specifically, the target signal generator 52u generates a target signal Su indicating a target value for the U-phase current flowing through the U-phase winding 20U.
  • the target signal generator 52v generates a target signal Sv indicating a target value for the V-phase current flowing through the V-phase winding 20V.
  • the target signal generator 52w generates a target signal Sw indicating a target value for the W-phase current flowing through the W-phase winding 20W.
  • the generated target signals Su, Sv and Sw are output to the comparison units 56u, 56v and 56w, respectively.
  • the target signal Su is output to the comparison unit 56u.
  • the target signal Sv is output to the comparison unit 56v.
  • the target signal Sw is output to the comparison unit 56w.
  • the target signals Su, Sv and Sw may be sine wave signals having a mutual phase difference of 120°.
  • the comparison unit 56u generates the control signal GUu based on the comparison result of the target signal Su and the carrier signal Cr, and outputs the control signal GUu to the buffer 58u. Specifically, the comparison unit 56u becomes high when the value of the target signal Su is higher than the value of the carrier signal Cr, and becomes low when the value of the target signal Su is equal to or lower than the value of the carrier signal Cr. And outputs the control signal GUu to the buffer 58u.
  • the buffer 58u outputs the control signal (first control signal) GUu input from the comparison unit 56u and the control signal (second control signal) GLu which is the inverted high and low of the control signal GUu.
  • the buffer 58u outputs the control signal GUu whose signal value is high and the control signal GLu whose signal value is low.
  • the control signal GUu having a low signal value and the control signal GLu having a high signal value are output.
  • the control signals GUu and GLu are signals for controlling the switching elements S1 and S2 of the switching arm U included in the inverter 12.
  • the comparison unit 56v generates the control signal GUv based on the comparison result of the target signal Sv and the carrier signal Cr, and outputs the control signal GUv to the buffer 58v.
  • the buffer 58v outputs the control signal GUv and the control signal GLv which is the inverted high and low of the control signal GUv.
  • the control signals GUv and GLv are signals that control the switching elements S3 and S4 of the switching arm V included in the inverter 12.
  • the comparison unit 56w generates the control signal GUw based on the comparison result of the target signal Sw and the carrier signal Cr, and outputs the control signal GUw to the buffer 58w.
  • the buffer 58w outputs the control signal GUw and the control signal GLw which is the inverted high and low of the control signal GUw.
  • the control signals GUw and GLw are signals that control the switching elements S5 and S6 of the switching arm W included in the inverter 12.
  • the upper switching element S1 of the switching arm U is turned on when the control signal GUu is high and turned off when the control signal GUu is low.
  • the lower switching element S2 of the switching arm U turns on when the control signal GLu is high, and turns off when the control signal GLu is low.
  • the upper switching element S3 of the switching arm V is turned on when the control signal GUv is high, and turned off when the control signal GUv is low.
  • the lower switching element S4 of the switching arm V is turned on when the control signal GLv is high, and turned off when the control signal GLv is low.
  • the upper switching element S5 of the switching arm W is turned on when the control signal GUw is high, and turned off when the control signal GUw is low.
  • the lower switching element S6 of the switching arm W is turned on when the control signal GLw is high, and turned off when the control signal GLw is low.
  • the inverter control unit 50 controls the switching elements S1 to S6 included in the inverter 12 so that the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding of the electric motor 14 are controlled.
  • a three-phase alternating current flows through the winding 20W.
  • FIG. 4 shows the configuration of the zero-phase control unit 60 included in the control unit 18.
  • the zero-phase control unit 60 includes a carrier signal generation unit 54, a zero-phase signal generation unit 52z, a comparison unit 56z, and a buffer 58z.
  • the carrier signal generation unit 54 generates the carrier signal Cr and outputs the carrier signal Cr to the comparison unit 56z.
  • the zero-phase signal generator 52z generates a zero-phase signal Sz indicating a target value for the zero-phase current and outputs the zero-phase signal Sz to the comparator 56z.
  • the zero-phase signal Sz may be a sine wave signal having a frequency that is three times the frequency of the target signals Su, Sv, and Sw.
  • the comparison unit 56z generates the control signal GUz based on the comparison result of the zero-phase signal Sz and the carrier signal Cr, and outputs the control signal GUz to the buffer 58z.
  • the buffer 58z outputs the control signal (third control signal) GUz input from the comparison unit 56z and the control signal (fourth control signal) GLz that is the control signal GUz inverted from high and low.
  • the control signals GUz and GLz are signals for controlling the switching elements A1 and A2 included in the zero-phase switching arm Z.
  • the upper switching element A1 turns on when the control signal GUz is high, and turns off when the control signal GUz is low.
  • the lower switching element A2 is turned on when the control signal GLz is high and turned off when the control signal GLz is low.
  • the zero-phase current that causes torque in the rotor 30 due to the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 in the stator core 32 causes the U-phase windings 20U and V to operate based on the principle described later. It flows through the phase winding 20V and the W phase winding 20W.
  • the torque can be increased by the zero-phase current. That is, the torque can be increased by the zero-phase magnetic flux ⁇ 0.
  • the electric motor system 1 not only the three-phase alternating current but also the zero-phase current contributes to the torque, so that the utilization efficiency of the electric power output from the battery 10 is improved. Further, the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 is distributed over the plurality of teeth T1 to T12 and passes through a magnetic path different from that of the rotating magnetic flux ⁇ r. Therefore, the utilization efficiency of the iron core in the stator core 32 is improved.
  • FIG. 5 shows, as a characteristic for explaining the principle, a torque when the zero-phase current is temporally constant.
  • the horizontal axis shows the rotational electrical angle of the rotor, and the vertical axis shows the torque generated in the rotor.
  • the rotor is rotating in synchronization with the rotating magnetic flux.
  • the magnitude (absolute value) of the zero-phase current when the torque TQ1 is generated in the rotor is larger than the magnitude of the zero-phase current when the torque TQ2 is generated in the rotor.
  • the magnitude of the zero-phase current when the torque TQ2 is generated in the rotor is larger than the magnitude of the zero-phase current when the torque TQ3 is generated in the rotor.
  • FIG. 6 shows torque when the zero-phase current is temporally constant and the polarity (direction of flow) of the zero-phase current is reversed with respect to FIG. There is.
  • the magnitude of the zero-phase current when the torque TQ4 is generated in the rotor is larger than the magnitude of the zero-phase current when the torque TQ5 is generated in the rotor.
  • the magnitude of the zero-phase current when the torque TQ5 is generated in the rotor is larger than the magnitude of the zero-phase current when the torque TQ6 is generated in the rotor.
  • the torque polarity changes every time the rotating electrical angle increases by 60°. Therefore, with a DC zero-phase current, the direction of the torque generated in the rotor by the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 is not a fixed direction. Therefore, it is difficult to make the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 contribute to the torque of the rotor.
  • the electric motor system 1 changes the direction of torque by passing a sinusoidal zero-phase current that reverses the polarity of the zero-phase current to each winding every time the rotating electrical angle increases by 60°.
  • the configuration is constant.
  • Such a zero-phase current is a zero-phase current with a cycle converted to a rotating electrical angle of 120°.
  • the frequency of such a zero-phase current is three times the frequency of the three-phase alternating current flowing through the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V and the W-phase winding 20W.
  • the directions of the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 are opposite.
  • the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 goes from the inside to the outside.
  • the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 goes from the outside to the inside.
  • the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 is directed from the inside to the outside.
  • the directions of the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 are alternately reversed.
  • the electric motor system 1 provides the zero-phase current so that the direction of the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 is reversed when the magnetic poles of the rotor 30 rotate from the position of one tooth to the position of the adjacent tooth. Change.
  • the directions of the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 viewed from the magnetic poles of the rotor 30 are the same, and torque is generated in a fixed direction.
  • the mechanical angle at which the rotor 30 rotates by the tooth interval is 30°, and the rotating electrical angle is 60°. That is, the direction of the torque generated in the rotor 30 becomes constant by passing a sinusoidal zero-phase current whose polarity is reversed every time the rotating electrical angle increases by 60° in each winding.
  • FIG. 7 shows the zero-phase current Iz flowing through each winding and the torque Tq generated in the rotor 30 by the zero-phase magnetic flux ⁇ 0.
  • the horizontal axis represents the rotational electrical angle of the rotor 30, and the vertical axis represents the zero-phase current Iz and the torque Tq generated in the rotor 30.
  • the zero-phase current Iz has a cycle of 120° in terms of rotating electrical angle.
  • the torque Tq repeats the generation of the maximum value and the minimum value at intervals of 30 electrical degrees of rotation.
  • FIG. 8 shows the configuration of the electric motor system 2 according to the second embodiment.
  • the electric motor system 2 includes a battery 10, a first inverter 121, a second inverter 122, and an electric motor 14.
  • the first inverter 121 has the same circuit configuration as the inverter 12 shown in FIG. However, to distinguish from the inverter 12 shown in FIG. 1, the switching arm U shown in FIG. 1 is shown as a switching arm U1 in FIG. Similarly, switching arm V is shown as switching arm V1 and switching arm W is shown as switching arm W1.
  • the second inverter 122 includes a plurality of switching arms U2, V2, W2.
  • the switching arm U2 is composed of an upper switching element B1 and a lower switching element B2 connected in series.
  • the switching arm V2 is composed of an upper switching element B3 and a lower switching element B4 connected in series.
  • the switching arm W2 is composed of an upper switching element B5 and a lower switching element B6 connected in series.
  • the switching arms U2, V2, and W2 are connected in parallel, the upper ends of these switching arms are connected to the positive terminal of the battery 10, and the lower ends are connected to the negative terminal of the battery 10.
  • FIG. 8 shows a U-phase positive winding 20U+ and a U-phase reverse winding 20U- which form the U-phase winding 20U. Similarly, a V-phase positive winding 20V+ and a V-phase reverse winding 20V- that form the V-phase winding 20V are shown, and a W-phase positive winding 20W+ and a W-phase reverse winding 20W that form the W-phase winding 20W are shown. -It is shown.
  • one end of each of the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W is connected to the neutral point N, and the other end of each winding is , Connected to the inverter 12.
  • one end (first end) of each of the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W is connected to the first inverter 121. ing.
  • the other ends (second ends) of the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W are connected to the second inverter 122.
  • U-phase winding 20U is connected to the connection point of switching elements B1 and B2.
  • V-phase winding 20V is connected to the connection point of the switching elements B3 and B4.
  • W-phase winding 20W is connected to the connection point of the switching elements B5 and B6.
  • the first inverter 121 is controlled by the inverter control unit 50 shown in FIG. 3, like the inverter 12 shown in FIG.
  • FIG. 9 shows the configuration of the second inverter control unit 70 included in the control unit 18.
  • the second inverter 122 is controlled by the second inverter control unit 70. That is, in the electric motor system 2 according to the present embodiment, the inverter control unit 50 shown in FIG. 3 corresponds to the first inverter control unit, controls the first inverter 121, and controls the second inverter control shown in FIG.
  • the unit 70 controls the second inverter 122.
  • the second inverter control unit 70 includes a carrier signal generation unit 54, a plurality of target signal generation units 72u, 72v, 72w, a zero-phase signal generation unit 74, a plurality of adders 76u, 76v, 76w, and a plurality of comparison units 56u, 56v. , 56w, and a plurality of buffers 58u, 58v, 58w.
  • the target signal generators 72u, 72v, and 72w respectively respond to the U-phase current flowing in the U-phase winding 20U, the V-phase current flowing in the V-phase winding 20V, and the W-phase current flowing in the W-phase winding 20W of the electric motor 14, respectively.
  • Target signals Qu, Qv, and Qw indicating target values are generated.
  • the target signal generator 72u generates a target signal Qu indicating a target value for the U-phase current flowing through the U-phase winding 20U.
  • the target signal generator 72v generates a target signal Qv indicating a target value for the V-phase current flowing in the V-phase winding 20V.
  • the target signal generator 72w generates a target signal Qw indicating a target value for the W-phase current flowing in the W-phase winding 20W.
  • the generated target signals Qu, Qv and Qw are output to adders 76u, 76v and 76w, respectively.
  • the target signal Qu is output to the adder 76u.
  • the target signal Qv is output to the adder 76v.
  • the target signal Qw is output to the adder 76w.
  • the target signals Qu, Qv and Qw may be sine wave signals having a mutual phase difference of 120°.
  • the zero-phase signal generator 74 generates a zero-phase signal S0 indicating a target value for the zero-phase current flowing through the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V and the W-phase winding 20W, and adds the zero-phase signal S0 to the adder. Output to 76u, 76v and 76w.
  • the zero-phase signal S0 may be a sine wave signal having a frequency that is three times the frequency of the target signals Qu, Qv, and Qw.
  • the adder 76u adds the zero-phase signal S0 to the target signal Qu and outputs the U-phase target signal Qu0 obtained as the addition result to the comparison unit 56u.
  • the adder 76v adds the zero-phase signal S0 to the target signal Qv and outputs the V-phase target signal Qv0 obtained as the addition result to the comparison unit 56v.
  • the adder 76w adds the zero-phase signal S0 to the target signal Qw and outputs the W-phase target signal Qw0 obtained as the addition result to the comparison unit 56w.
  • the carrier signal generation unit 54 generates the carrier signal Cr and outputs the carrier signal Cr to the comparison units 56u, 56v and 56w.
  • the comparison unit 56u generates the control signal FUu based on the comparison result of the target signal Qu0 and the carrier signal Cr, and outputs the control signal FUu to the buffer 58u.
  • the buffer 58u outputs the control signal (first control signal) FUu input from the comparison unit 56u and the control signal (second control signal) FLu that is the control signal FUu inverted from high and low.
  • the control signals FUu and FLu are signals that control the switching elements B1 and B2 of the switching arm U2 included in the second inverter 122.
  • the comparison unit 56v generates the control signal FUv based on the comparison result between the target signal Qv0 and the carrier signal Cr, and outputs the control signal FUv to the buffer 58v.
  • the buffer 58v outputs the control signal FUv and the control signal FLv which is the inverted high and low of the control signal FUv.
  • the control signals FUv and FLv are signals that control the switching elements B3 and B4 of the switching arm V2 included in the second inverter 122.
  • the comparison unit 56w generates the control signal FUw based on the comparison result of the target signal Qw0 and the carrier signal Cr, and outputs the control signal FUw to the buffer 58w.
  • the buffer 58w outputs the control signal FUw and the control signal FLw which is the inverted high and low of the control signal FUw.
  • the control signals FUw and FLw are signals that control the switching elements B5 and B6 of the switching arm W2 included in the second inverter 122.
  • the upper switching element B1 of the switching arm U2 is turned on when the control signal FUu is high and turned off when the control signal FUu is low.
  • the lower switching element B2 of the switching arm U2 is turned on when the control signal FLu is high, and turned off when the control signal FLu is low.
  • the upper switching element B3 of the switching arm V2 is turned on when the control signal FUv is high, and turned off when the control signal FUv is low.
  • the lower switching element B4 of the switching arm V2 is turned on when the control signal FLv is high, and turned off when the control signal FLv is low.
  • the upper switching element B5 of the switching arm W2 is turned on when the control signal FUw is high, and turned off when the control signal FUw is low.
  • the lower switching element B6 of the switching arm W2 is turned on when the control signal FLw is high, and turned off when the control signal FLw is low.
  • the first inverter 121 (each switching element S1 to S6) and the second inverter 122 (each switching element B1 to B6) are controlled by the inverter control unit 50 and the second inverter control unit 70. Then, a three-phase alternating current flows through the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W of the electric motor 14. As a result, in the electric motor system 2 according to the present embodiment, the rotating magnetic flux ⁇ r is generated inside the stator core 32.
  • the second inverter control unit 70 controls the second inverter 122, so that the U-phase winding 20U, the V-phase winding 20V, and the W-phase winding 20W of the electric motor 14 are controlled. Then, a zero-phase current as shown in FIG. 7 flows. As a result, in the electric motor system 2 according to the present embodiment, torque is generated in the rotor 30 by the magnetic action of the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 based on the zero-phase current and the rotor 30.
  • FIG. 10 shows the configuration of the electric motor system 3 according to the third embodiment.
  • the electric motor system 3 according to the present embodiment includes a series connection point of the U-phase positive winding 20U+ and the U-phase reverse winding 20U-, a V-phase positive winding 20V+ and a V-phase positive winding in the electric motor system 2 according to the second embodiment.
  • the series connection point with the reverse winding 20V- and the series connection point with the W-phase positive winding 20W+ and the W-phase reverse winding 20W- are commonly connected at the neutral point N.
  • the electric motor system 3 according to the present embodiment is configured by exchanging the arrangement of the V-phase positive winding 20V+ and the V-phase reverse winding 20V-.
  • the operation of the first inverter 121 and the second inverter 122 is similar to the operation in the second embodiment.
  • the configuration in which the first inverter 121 is controlled by the inverter control unit 50 corresponding to the first inverter and the second inverter 122 is controlled by the second inverter control unit 70 has been described.
  • the technology of the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the first inverter 121 and the second inverter 122 are controlled by the second inverter control unit 70 (two second inverter control units) individually provided for each. May be configured.
  • FIG. 11 shows the configuration of the electric motor system 4 according to the fourth embodiment.
  • the electric motor system 4 according to the present embodiment has a common connection point of the U-phase positive winding 20U+, the V-phase reverse winding 20V-, and the W-phase positive winding 20W+ in the electric motor system 3 according to the third embodiment, which is the first connection point. It is configured to connect to the zero-phase switching arm Z1. Further, the electric motor system 4 according to the present embodiment has the common connection point of the U-phase reverse winding 20U ⁇ , the V-phase positive winding 20V+, and the W-phase reverse winding 20W ⁇ in the electric motor system 3 according to the third embodiment. , And is connected to the second zero-phase switching arm Z2. In each phase, the forward winding and the reverse winding are provided separately and are not directly connected.
  • the first zero-phase switching arm Z1 includes switching elements A11 and A21 connected in series.
  • a common connection point of the U-phase positive winding 20U+, the V-phase reverse winding 20V-, and the W-phase positive winding 20W+ is connected to the connection point of the switching elements A11 and A21.
  • the upper end of the switching element A11 is connected to the positive electrode terminal of the battery 10
  • the lower end of the switching element A21 is connected to the negative electrode terminal of the battery 10.
  • the second zero-phase switching arm Z2 includes switching elements A12 and A22 connected in series.
  • a common connection point of the U-phase reverse winding 20U ⁇ , the V-phase reverse winding 20V+, and the W-phase reverse winding 20W ⁇ is connected to the connection point of the switching elements A12 and A22.
  • the upper end of the switching element A12 is connected to the positive terminal of the battery 10, and the lower end of the switching element A22 is connected to the negative terminal of the battery 10.
  • the switching elements A11 and A12 that form the switching arm Z1 adjust the zero-phase current flowing in the U-phase positive winding 20U+, the V-phase reverse winding 20V ⁇ , and the W-phase positive winding 20W+.
  • the switching elements A21 and A22 that form the switching arm Z2 adjust the zero-phase current flowing through the U-phase reverse winding 20U ⁇ , the V-phase positive winding 20V+, and the W-phase reverse winding 20W ⁇ .
  • a zero-phase magnetic flux ⁇ 0 that causes torque in the rotor 30 is generated in the W-phase reverse winding 20W ⁇ .
  • FIG. 12 shows the configuration of the electric motor system 5 according to the fifth embodiment.
  • the electric motor system 5 according to the present embodiment is configured by exchanging the arrangement of the V-phase positive winding 20V+ and the V-phase reverse winding 20V- in the electric motor system 4 according to the fourth embodiment.
  • the spatial cycle of torque due to the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 is 180° in terms of rotating electrical angle and 90° in terms of mechanical angle.
  • the spatial cycle of the torque due to the zero-phase magnetic flux ⁇ 0 is 60° in terms of rotating electrical angle and 30° in terms of mechanical angle.
  • 1 to 5 electric motor system 10 battery, 12 inverter, 121 first inverter, 122 second inverter, 14 electric motor, 18 control unit, 20U U-phase winding, 20V V-phase winding, 20W W-phase winding, 20U+U Phase positive winding, 20U-U phase reverse winding, 20V+V phase positive winding, 20V-V phase reverse winding, 20W+ W phase positive winding, 20W-W phase reverse winding, 22u U phase terminal, 22v V-phase terminal, 22w W-phase terminal, 30 rotor, 32 stator core, 34 stator core body part, 36 concentrated winding stator coil, 38 slot, 40 rotor body part, 50 inverter control part, 52u, 52v, 52w, 72u, 72v, 72w target signal generation unit, 52z, 74 zero-phase signal generation unit, 54 carrier signal generation unit, 56u, 56v, 56w, 56z comparison unit, 58u, 58v, 58w, 58z buffer, 60 zero-phase control unit,

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Abstract

電動機システム１は、バッテリ１０、インバータ１２、電動機１４、零相スイッチングアームＺおよびコントロールユニット１８を備えている。インバータ１２は、バッテリ１０から出力される直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を電動機１４に出力する。電動機１４のロータ３０は、インバータ１２から出力された三相交流電力によって回転する。電動機１４の中性点Ｎは、零相スイッチングアームＺに接続されている。零相スイッチングアームＺのスイッチングＳ１～Ｓ６によって、電動機１４の各巻線に流れる零相電流が調整される。これにより、電動機システム１では、各巻線に流れる三相交流電流のみならず零相電流によってもロータにトルクが発生する。

Description

電動機システム
　本開示は、電動機システムに関する。
　電気エネルギーによってトルクを発生する電動機が電気自動車等に用いられている。電動機は、例えば、ロータに設けられた永久磁石と、ステータに設けられたステータコイルと、の間の電磁気的な相互作用によって、ロータにトルクを発生する。一般に、電動機のステータコイルは、インバータに接続される。ステータコイルを構成する多相巻線には、ロータの周りに回転磁束を発生させる多相交流電流がインバータによって流される。電動機には、発生した回転磁束によってロータにトルクが発生する。
　特許文献１には、ステータコイルを構成する多相巻線に流れる零相電流を制御して、ロータに半径方向の力を発生させる技術が記載されている。零相電流は、ステータコイルを構成する多相巻線に同位相で流れる電流である。また、特許文献２には、ステータコイルを構成する多相巻線の中性点に電池が接続された、回転電機の制御装置が記載されている。特許文献２に記載の技術では、多相巻線に流れる零相電流がインバータによってスイッチングされ、多相巻線に発生した誘導起電力によって電池の出力電圧が昇圧される。さらに、インバータに含まれる直流電圧源としてのコンデンサが昇圧電圧によって充電される。
特開２０１６－４２７６８号公報 特開２００８－３０６９１４号公報
　電動機のロータに発生するトルクを増加させるためには、電動機に入力する多相交流電力を増加させることが考えられる。しかし、インバータに入力する直流電圧や直流電圧の利用率によっては、充分な多相交流電力を電動機に入力することが困難となる。そのため、必要なトルクが得られないことがある。特許文献１および２には、ステータコイルに流れる多相交流電流に加えて零相電流を利用する技術が記載されている。しかし、これらの文献に記載されている零相電流は、ロータに発生するトルクを増加させるものではない。
　本開示は、電動機のロータに生じるトルクを増加させることを目的とする。
　本開示の一態様である第１電動機システムは、ロータを囲むステータコア本体部と、周回状に配置された複数のティースであって、それぞれが前記ステータコア本体部の壁面から前記ロータ側に突出した複数の前記ティースと、を備える。本電動機システムは、さらに、集中巻ステータコイルと、インバータと、零相スイッチングアームと、を備える。前記集中巻ステータコイルは、複数相の巻線を備え、複数の前記ティースのうち各前記巻線に対して定められたティースに前記巻線が配置されている。前記インバータは、複数相の前記巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の前記巻線に流す。前記零相スイッチングアームは、複数相の前記巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、複数相の前記巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整し、当該零相電流によって前記ロータにトルクを発生させる。
　また、本開示の一態様である第２電動機システムは、ロータを囲むステータコア本体部と、周回状に配置された複数のティースであって、それぞれが前記ステータコア本体部の壁面から前記ロータ側に突出した複数の前記ティースと、を備える。本電動機システムは、さらに、集中巻ステータコイルと、第１および第２インバータと、を備える。前記集中巻ステータコイルは、複数相の巻線を備え、複数の前記ティースのうち各前記巻線に対して定められたティースに前記巻線が配置されている。前記第１インバータは、複数相の前記巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の前記巻線に流す。前記第２インバータは、複数相の前記巻線のそれぞれの他端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の前記巻線に流すと共に、複数相の前記巻線に流れる零相電流を調整し、当該零相電流によって前記ロータにトルクを発生させる。
　望ましくは、第２電動機システムにおいて、各前記巻線は、直列接続された正巻線および逆巻線を有する。各前記巻線の正巻線および逆巻線は、複数の前記ティースのうち、各前記巻線の正巻線および逆巻線に対して定められたティースに配置されている。複数相の前記巻線のそれぞれにおける正巻線および逆巻線の直列接続点は、共通に接続されている。
　望ましくは、第２電動機システムは、複数相の前記巻線として、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の前記巻線を備える。Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線は、前記第１インバータに接続されている。Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線は、前記第２インバータに接続されている。
　望ましくは、第１電動機システムは、複数相の前記巻線として、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各前記巻線を備える。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各前記巻線は、直接接続されていない正巻線および逆巻線を備える。本電動機システムは、さらに、前記インバータとして、第１および第２インバータ、前記零相スイッチングアームとして、第１および第２零相スイッチングアームを備える。本電動機システムにおいて、各相の正巻線および逆巻線は、複数の前記ティースのうち、各相の正巻線および逆巻線に対して定められたティースに配置されている。前記第１インバータは、Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を、Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線に流す。前記第１零相スイッチングアームは、Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する。前記第２インバータは、Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を、Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線に流す。前記第２零相スイッチングアームは、Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する。
　望ましくは、第１電動機システムにおいて、複数相の前記巻線のそれぞれは、直接接続されていない正巻線および逆巻線を備える。本電動機システムは、さらに、前記インバータとして、第１および第２インバータ、前記零相スイッチングアームとして、第１および第２零相スイッチングアームを備える。前記第１インバータは、複数相の正巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の正巻線に流す。前記第１零相スイッチングアームは、複数相の正巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、複数相の正巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する。前記第２インバータは、複数相の逆巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の逆巻線に流す。前記第２零相スイッチングアームは、複数相の逆巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、複数相の逆巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する。
　本開示の技術によれば、電動機のロータに生じるトルクを増加させることができる。
第１実施形態に係る電動機システムの構成を示す図である。 電動機の断面を示す図である。 インバータ制御部の構成を示す図である。 零相制御部の構成を示す図である。 零相電流を時間的に一定とした場合のトルクを示す図である。 図５の条件に対して零相電流の極性を逆としたときのトルクを示す図である。 零相電流と、零相磁束によってロータに発生するトルクと、を示す図である。 第２実施形態に係る電動機システムの構成を示す図である。 第２インバータ制御部の構成を示す図である。 第３実施形態に係る電動機システムの構成を示す図である。 第４実施形態に係る電動機システムの構成を示す図である。 第５実施形態に係る電動機システムの構成を示す図である。
　本開示は、電動機のステータコイルに流れる電流を調整し、ロータに発生するトルクを制御する技術に関する。以降に、各図を参照して本開示の技術の各実施形態について説明する。複数の図面に示される同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。
（第１実施形態）
　図１には、第１実施形態に係る電動機システム１の構成が示されている。本実施形態に係る電動機システム１は、バッテリ１０、インバータ１２、電動機１４、零相スイッチングアームＺおよびコントロールユニット１８を備えている。インバータ１２は、バッテリ１０から出力される直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を電動機１４に出力する。電動機１４のロータは、インバータ１２から出力された三相交流電力によって回転する。電動機１４の中性点Ｎは、零相スイッチングアームＺに接続されている。後述するように、本実施形態に係る電動機システム１では、零相スイッチングアームＺのスイッチングによって電動機１４の各巻線に流れる零相電流が調整される。これにより、本実施形態に係る電動機システム１では、各巻線に流れる三相交流電流のみならず零相電流によってもロータにトルクが発生する。
　本実施形態に係る電動機システム１の具体的な構成および動作について説明する。電動機１４は、集中巻ステータコイルを構成するＵ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗを備えている。また、電動機１４は、Ｕ相端子２２ｕ、Ｖ相端子２２ｖ、Ｗ相端子２２ｗおよびロータを備えている。Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗのそれぞれの一端（第１端）は、中性点Ｎで共通に接続されている。Ｕ相巻線２０Ｕの他端（第２端）、Ｖ相巻線２０Ｖの他端（第２端）、およびＷ相巻線２０Ｗの他端（第２端）は、それぞれ、Ｕ相端子２２ｕ、Ｖ相端子２２ｖ、およびＷ相端子２２ｗに接続されている。具体的には、Ｕ相巻線２０Ｕの他端は、Ｕ相端子２２ｕに接続され、Ｖ相巻線２０Ｖの他端は、Ｖ相端子２２ｖに接続され、Ｗ相巻線２０Ｗの他端は、Ｗ相端子２２ｗに接続されている。Ｕ相端子２２ｕ、Ｖ相端子２２ｖおよびＷ相端子２２ｗに三相交流電流が流れることで、Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗは、電動機１４内に回転磁束を発生する。ロータは、回転磁束と同期して回転する。
　コントロールユニット１８は、例えば、プロセッサやメモリ等の演算処理デバイスを含むように構成されている。コントロールユニット１８は、メモリに記憶するプログラムまたは外部Ｉ／Ｆを介して読み込まれたプログラムがプロセッサによって実行されて動作する。コントロールユニット１８は、インバータ１２および零相スイッチングアームＺのスイッチング制御を行う。
　インバータ１２は、複数のスイッチングアームＵ、Ｖ、Ｗを備えている。スイッチングアームＵは、直列接続された上スイッチング素子Ｓ１および下スイッチング素子Ｓ２から構成されている。スイッチングアームＶは、直列接続された上スイッチング素子Ｓ３および下スイッチング素子Ｓ４から構成されている。スイッチングアームＷは、直列接続された上スイッチング素子Ｓ５および下スイッチング素子Ｓ６から構成されている。
　スイッチングアームＵ、ＶおよびＷは、並列に接続されており、これらのスイッチングアームの上端（第１端）は、バッテリ１０の正極端子に接続され、下端（第２端）は、バッテリ１０の負極端子に接続されている。
　スイッチングアームＵにおける上スイッチング素子Ｓ１と下スイッチング素子Ｓ２との接続点には、電動機１４のＵ相端子２２ｕが接続されている。スイッチングアームＶにおける上スイッチング素子Ｓ３と下スイッチング素子Ｓ４との接続点には、電動機１４のＶ相端子２２ｖが接続されている。スイッチングアームＷにおける上スイッチング素子Ｓ５と下スイッチング素子Ｓ６との接続点には、電動機１４のＷ相端子２２ｗが接続されている。
　零相スイッチングアームＺは、直列接続された上スイッチング素子Ａ１および下スイッチング素子Ａ２を備えている。上スイッチング素子Ａ１と下スイッチング素子Ａ２との接続点には、電動機１４の中性点Ｎが接続されている。上スイッチング素子Ａ１の上端（零相スイッチングアームＺの第１端）は、バッテリ１０の正極端子に接続されている。下スイッチング素子Ａ２の下端（零相スイッチングアームＺの第２端）は、バッテリ１０の負極端子に接続されている。
　インバータ１２および零相スイッチングアームＺが備えるスイッチング素子には、ＩＧＢＴ（Insulated　Gate　Bipolar　Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal　Oxide　Semiconductor　Field　Effect　Transistor）等の半導体素子が用いられてよい。図１には、スイッチング素子としてＩＧＢＴが用いられた例が示されている。各ＩＧＢＴには、コレクタ端子とエミッタ端子との間に、エミッタ端子側がアノード端子となる向きで接続されたダイオードＤが接続されている。
　図２には、電動機１４の軸方向に垂直な断面が示されている。電動機１４は、ロータ３０、ステータコア３２および集中巻ステータコイル３６を備えている。ステータコア３２は、ステータコア本体部３４および複数のティースＴ１～Ｔ１２から構成されている。ステータコア本体部３４は、円柱形状の中空部を有している。図２には、１２個のティースＴ１～Ｔ１２が設けられたステータコア３２の例が示されている。ティースＴ１～Ｔ１２は、ステータコア本体部３４の内壁面に周方向に沿って配置されている。各ティースＴ１～Ｔ１２は、ステータコア３２の内側に（ロータ３０側に）突出している。各ティースＴ１～Ｔ１２は、図２に示されている断面形状において、電動機１４の回転軸に向かって延伸した形状を有している。各ティースＴ１～Ｔ１２の先端部には、周方向に突出したフランジが形成されている。隣接するティースの間にはスロット３８が形成されている。すなわち、ステータコア３２には、１２個のティースＴ１～Ｔ１２によって、周方向に配列された１２個のスロット３８が形成されている。
　Ｕ相巻線２０Ｕは、Ｕ相正巻線２０Ｕ＋およびＵ相逆巻線２０Ｕ－を備えている。Ｕ相正巻線２０Ｕ＋は、ティースＴ１およびＴ７に巻き付けられた導線によって構成されている。Ｕ相逆巻線２０Ｕ－は、ティースＴ４およびＴ１０に巻き付けられた導線によって構成されている。
　ここで、正巻線および逆巻線とは、ティースに対する導線の巻き方向が逆である２種類の巻線をいう。正巻線および逆巻線から中性点に電流が流れたとき、あるいは、中性点から正巻線および逆巻線に電流が流れたときには、正巻線が設けられたティースと、逆巻線が設けられたティースには、互いに逆向きの磁束が発生する。
　Ｖ相巻線２０Ｖは、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋およびＶ相逆巻線２０Ｖ－を備えている。Ｖ相正巻線２０Ｖ＋は、ティースＴ５およびＴ１１に巻き付けられた導線によって構成されている。Ｖ相逆巻線２０Ｖ－は、ティースＴ２およびＴ８に巻き付けられた導線によって構成されている。
　Ｗ相巻線２０Ｗは、Ｗ相正巻線２０Ｗ＋およびＷ相逆巻線２０Ｗ－を備えている。Ｗ相正巻線２０Ｗ＋は、ティースＴ３およびＴ９に巻き付けられた導線によって構成されている。Ｗ相逆巻線２０Ｗ－は、ティースＴ６およびＴ１２に巻き付けられた導線によって構成されている。
　Ｕ相巻線２０Ｕ（２０Ｕ＋，２０Ｕ－）、Ｖ相巻線２０Ｖ（２０Ｖ＋，２０Ｖ－）およびＷ相巻線２０Ｗ（２０Ｗ＋，２０Ｗ－）に三相交流電流が流れることで、ステータコア３２の内部には、回転磁束Φｒが発生する。すなわち、外側から内側に向かう磁束と、内側から外側に向かう磁束とが、機械角９０°間隔で発生する。この磁束がＵ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗに流れる三相交流電流と同期して回転する。つまり、ロータ３０の周りに回転磁束Φｒが発生する。
　このように、電動機１４は、ロータ３０、ステータコア３２および集中巻ステータコイル３６を備えている。ステータコア本体部３４は、ロータ３０を囲んでいる。ティースＴ１～Ｔ１２は、それぞれがステータコア本体部３４の壁面からロータ３０側に突出し、周回状に配置されている。集中巻ステータコイル３６は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の巻線を備えている。集中巻ステータコイル３６は、ティースＴ１～Ｔ１２のうち、巻線を巻き付ける対象として予め定められたティースに配置されている。これにより、本実施形態に係る電動機システム１では、ステータコア３２、Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗによって、２極６スロットの集中巻ステータが構成される。
　ロータ３０は、円柱形状のロータ本体部４０と、４つの永久磁石Ｍ１～Ｍ４を備えている。ロータ本体部４０は、ステータコア本体部３４の中空部に、中空部と軸を同じくして配置されている。永久磁石Ｍ１～Ｍ４は、ロータ３０の径方向に垂直な方向を幅方向とし電動機１４の軸方向に延びている。永久磁石Ｍ１～Ｍ４は、隣接する永久磁石の極性が逆になる向きで周回状に配置されている。本実施形態に係る電動機システム１では、ステータコア３２の内部に発生する回転磁束Φｒと、ロータ３０に設けられた永久磁石Ｍ１～Ｍ４との間の磁気的な作用によって、ロータ３０にトルクが発生する。これにより、ロータ３０は、回転磁束Φｒと同期した回転速度で回転する。
　図２では、ある時刻において、各巻線に流れる零相電流の向きが、点線の矢印、黒丸印および×印で示されている。黒丸印は、図の描画面から離れる方向に流れる零相電流を示し、×印は、図の描画面に向かう方向に流れる零相電流を示している。つまり、零相電流は、図２に示される点線の矢印の方向に流れる。図２に示された向きの零相電流が各巻線に流れた場合、図２の一点鎖線の矢印で示される方向の零相磁束Φ０が、各ティースＴ１～Ｔ１２に発生する。本実施形態に係る電動機システム１では、後述するように、零相磁束Φ０とロータ３０との間の磁気的な作用によって、ロータ３０にトルクが発生するように零相電流が調整される。
　図３には、コントロールユニット１８に含まれるインバータ制御部５０の構成が示されている。インバータ制御部５０は、キャリア信号生成部５４、複数の目標信号生成部５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ、複数の比較部５６ｕ、５６ｖ、５６ｗ、および複数のバッファ５８ｕ、５８ｖ、５８ｗを備えている。
　キャリア信号生成部５４は、キャリア信号Ｃｒを生成し、キャリア信号Ｃｒを比較部５６ｕ、５６ｖおよび５６ｗに出力する。キャリア信号Ｃｒは、時間波形が三角波である信号であってよい。目標信号生成部５２ｕ、５２ｖおよび５２ｗは、それぞれ、電動機１４のＵ相巻線２０Ｕに流れるＵ相電流、Ｖ相巻線２０Ｖに流れるＶ相電流、およびＷ相巻線２０Ｗに流れるＷ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｓｕ、ＳｖおよびＳｗを生成する。具体的には、目標信号生成部５２ｕは、Ｕ相巻線２０Ｕに流れるＵ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｓｕを生成する。目標信号生成部５２ｖは、Ｖ相巻線２０Ｖに流れるＶ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｓｖを生成する。目標信号生成部５２ｗは、Ｗ相巻線２０Ｗに流れるＷ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｓｗを生成する。生成された目標信号Ｓｕ、ＳｖおよびＳｗは、それぞれ、比較部５６ｕ、５６ｖおよび５６ｗに出力される。具体的には、目標信号Ｓｕは、比較部５６ｕに出力される。目標信号Ｓｖは、比較部５６ｖに出力される。目標信号Ｓｗは、比較部５６ｗに出力される。目標信号Ｓｕ、ＳｖおよびＳｗは、相互の位相差が１２０°である正弦波信号であってよい。
　比較部５６ｕは、目標信号Ｓｕとキャリア信号Ｃｒとの比較結果に基づいて、制御信号ＧＵｕを生成し、制御信号ＧＵｕをバッファ５８ｕに出力する。具体的には、比較部５６ｕは、目標信号Ｓｕの値がキャリア信号Ｃｒの値より大きい期間でハイとなり、目標信号Ｓｕの値がキャリア信号Ｃｒの値以下である期間でローとなる制御信号ＧＵｕを生成し、制御信号ＧＵｕをバッファ５８ｕに出力する。バッファ５８ｕは、比較部５６ｕから入力された制御信号（第１制御信号）ＧＵｕと、制御信号ＧＵｕのハイおよびローを反転した制御信号（第２制御信号）ＧＬｕと、を出力する。つまり、バッファ５８ｕは、信号値がハイの制御信号ＧＵｕと、信号値がローの制御信号ＧＬｕと、を出力する。又は、信号値がローの制御信号ＧＵｕと、信号値がハイの制御信号ＧＬｕと、を出力する。なお、制御信号ＧＵｕ、ＧＬｕは、インバータ１２が備えるスイッチングアームＵの各スイッチング素子Ｓ１およびＳ２を制御する信号である。
　同様の処理によって、比較部５６ｖは、目標信号Ｓｖとキャリア信号Ｃｒとの比較結果に基づいて、制御信号ＧＵｖを生成し、制御信号ＧＵｖをバッファ５８ｖに出力する。バッファ５８ｖは、制御信号ＧＵｖと、制御信号ＧＵｖのハイおよびローを反転した制御信号ＧＬｖと、を出力する。なお、制御信号ＧＵｖ、ＧＬｖは、インバータ１２が備えるスイッチングアームＶの各スイッチング素子Ｓ３およびＳ４を制御する信号である。
　同様の処理によって、比較部５６ｗは、目標信号Ｓｗとキャリア信号Ｃｒとの比較結果に基づいて、制御信号ＧＵｗを生成し、制御信号ＧＵｗをバッファ５８ｗに出力する。バッファ５８ｗは、制御信号ＧＵｗと、制御信号ＧＵｗのハイおよびローを反転した制御信号ＧＬｗと、を出力する。なお、制御信号ＧＵｗ、ＧＬｗは、インバータ１２が備えるスイッチングアームＷの各スイッチング素子Ｓ５およびＳ６を制御する信号である。
　図１に示されるインバータ１２において、スイッチングアームＵの上スイッチング素子Ｓ１は、制御信号ＧＵｕがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＵｕがローであるときにオフになる。スイッチングアームＵの下スイッチング素子Ｓ２は、制御信号ＧＬｕがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＬｕがローであるときにオフになる。
　スイッチングアームＶの上スイッチング素子Ｓ３は、制御信号ＧＵｖがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＵｖがローであるときにオフになる。スイッチングアームＶの下スイッチング素子Ｓ４は、制御信号ＧＬｖがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＬｖがローであるときにオフになる。
　スイッチングアームＷの上スイッチング素子Ｓ５は、制御信号ＧＵｗがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＵｗがローであるときにオフになる。スイッチングアームＷの下スイッチング素子Ｓ６は、制御信号ＧＬｗがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＬｗがローであるときにオフになる。
　本実施形態に係る電動機システム１では、インバータ制御部５０によって、インバータ１２が備える各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ６が制御されることで、電動機１４のＵ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗに三相交流電流が流れる。これにより、本実施形態に係る電動機システム１では、ステータコア３２の内部に回転磁束Φｒが発生し、この回転磁束Φｒとロータ３０との磁気的な作用によって、ロータ３０にトルクが発生する。
　図４には、コントロールユニット１８に含まれる零相制御部６０の構成が示されている。零相制御部６０は、キャリア信号生成部５４、零相信号生成部５２ｚ、比較部５６ｚおよびバッファ５８ｚを備えている。
　キャリア信号生成部５４は、キャリア信号Ｃｒを生成し、キャリア信号Ｃｒを比較部５６ｚに出力する。零相信号生成部５２ｚは、零相電流に対する目標値を示す零相信号Ｓｚを生成し、零相信号Ｓｚを比較部５６ｚに出力する。零相信号Ｓｚは、目標信号Ｓｕ、ＳｖおよびＳｗの周波数の３倍の周波数を有する正弦波信号であってよい。
　比較部５６ｚは、零相信号Ｓｚとキャリア信号Ｃｒとの比較結果に基づいて、制御信号ＧＵｚを生成し、制御信号ＧＵｚをバッファ５８ｚに出力する。バッファ５８ｚは、比較部５６ｚから入力された制御信号（第３制御信号）ＧＵｚと、制御信号ＧＵｚのハイおよびローを反転した制御信号（第４制御信号）ＧＬｚと、を出力する。なお、制御信号ＧＵｚ、ＧＬｚは、零相スイッチングアームＺが備える各スイッチング素子Ａ１、Ａ２を制御する信号である。
　図１に示される零相スイッチングアームＺにおいて、上スイッチング素子Ａ１は、制御信号ＧＵｚがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＵｚがローであるときにオフになる。下スイッチング素子Ａ２は、制御信号ＧＬｚがハイであるときにオンとなり、制御信号ＧＬｚがローであるときにオフになる。
　零相制御部６０が実行するスイッチング制御によれば、後述する原理に基づき、ステータコア３２内の零相磁束Φ０によってロータ３０にトルクが発生するような零相電流が、Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗに流れる。これによって、本実施形態に係る電動機システム１では、三相交流電流だけでなく、零相電流をトルクに寄与させて、零相電流によってトルクを増加させることができる。すなわち、零相磁束Φ０によってトルクを増加させることができる。また、本実施形態に係る電動機システム１では、三相交流電流だけでなく、零相電流をトルクに寄与させるため、バッテリ１０から出力される電力の利用効率が向上する。さらに、零相磁束Φ０は、複数のティースＴ１～Ｔ１２に亘って分布し、回転磁束Φｒとは異なる磁路を通る。そのため、ステータコア３２における鉄心の利用効率が向上する。
　零相磁束によってロータにトルクを発生させる原理について説明する。図５には、原理を説明するための特性として、仮に零相電流を時間的に一定とした場合のトルクが示されている。横軸は、ロータの回転電気角を示し、縦軸は、ロータに発生するトルクを示す。ロータは、回転磁束と同期して回転している。トルクＴＱ１をロータに発生させたときの零相電流の大きさ（絶対値）は、トルクＴＱ２をロータに発生させたときの零相電流の大きさよりも大きい。トルクＴＱ２をロータに発生させたときの零相電流の大きさは、トルクＴＱ３をロータに発生させたときの零相電流の大きさよりも大きい。
　図６には、原理を説明するための特性として、零相電流を時間的に一定とし、図５に対して、零相電流の極性（流れる向き）を逆としたときのトルクが示されている。トルクＴＱ４をロータに発生させたときの零相電流の大きさは、トルクＴＱ５をロータに発生させたときの零相電流の大きさよりも大きい。トルクＴＱ５をロータに発生させたときの零相電流の大きさは、トルクＴＱ６をロータに発生させたときの零相電流の大きさよりも大きい。
　図５および図６に示されているように、回転電気角が６０°増加する毎に、トルクの極性が変化する。したがって、直流の零相電流では、零相磁束Φ０によってロータに発生するトルクの向きは、一定方向とはならない。よって、ロータのトルクに零相磁束Φ０を寄与させることは困難である。
　図５および図６の比較から明らかなように、零相電流の極性を反転させると、ロータに発生するトルクの向きは逆向きとなる。また、零相電流の大きさが大きい程、トルクの大きさは大きい。そこで、本実施形態に係る電動機システム１は、回転電気角が６０°増加する毎に、零相電流の極性が反転するような正弦波の零相電流を各巻線に流すことによってトルクの向きを一定とする構成とした。このような零相電流は、回転電気角に換算した周期が１２０°の零相電流である。このような零相電流の周波数は、Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗに流れる三相交流電流の周波数の３倍である。
　この動作原理について、図２を参照して説明する。隣接するティースでは、零相磁束Φ０の向きが逆向きである。図２に示されているように、ある時刻においてティースＴ１では、零相磁束Φ０は、内側から外側に向かっている。また、ティースＴ２では、零相磁束Φ０は、外側から内側に向かっている。ティースＴ３では、零相磁束Φ０は、内側から外側に向かっている。以下、ティースＴ４、Ｔ５、・・・・Ｔ１２では、零相磁束Φ０の向きは、交互に逆向きとなる。したがって、本実施形態に係る電動機システム１は、ロータ３０の磁極があるティースの位置から隣接するティースの位置まで回転したときに、零相磁束Φ０の向きが逆向きとなるように零相電流を変化させる。これにより、ロータ３０の磁極から見た零相磁束Φ０の向きは同一となり、一定方向にトルクが発生する。ロータ３０がティースの間隔だけ回転する機械角は３０°であり、回転電気角は６０°である。すなわち、回転電気角が６０°増加する毎に、極性が反転するような正弦波の零相電流を各巻線に流すことによって、ロータ３０に発生するトルクの向きは一定となる。
　図７には、各巻線に流れる零相電流Ｉｚと、零相磁束Φ０によってロータ３０に発生するトルクＴｑが示されている。横軸は、ロータ３０の回転電気角を示し、縦軸は、零相電流Ｉｚおよびロータ３０に発生するトルクＴｑを示す。零相電流Ｉｚは、回転電気角に換算して１２０°の周期を有している。トルクＴｑは、回転電気角３０°間隔で極大値および極小値の発生を繰り返す。
（第２実施形態）
　図８には、第２実施形態に係る電動機システム２の構成が示されている。本実施形態に係る電動機システム２は、バッテリ１０、第１インバータ１２１、第２インバータ１２２および電動機１４を備えている。第１インバータ１２１は、図１に示されたインバータ１２と同一の回路構成を有している。ただし、図１に示されたインバータ１２と区別するために、図１に示されたスイッチングアームＵは、図８においては、スイッチングアームＵ１として示されている。同様に、スイッチングアームＶは、スイッチングアームＶ１として示され、スイッチングアームＷは、スイッチングアームＷ１として示されている。
　第２インバータ１２２は、複数のスイッチングアームＵ２、Ｖ２、Ｗ２を備えている。スイッチングアームＵ２は、直列接続された上スイッチング素子Ｂ１および下スイッチング素子Ｂ２から構成されている。スイッチングアームＶ２は、直列接続された上スイッチング素子Ｂ３および下スイッチング素子Ｂ４から構成されている。スイッチングアームＷ２は、直列接続された上スイッチング素子Ｂ５および下スイッチング素子Ｂ６から構成されている。
　スイッチングアームＵ２、Ｖ２およびＷ２は、並列に接続されており、これらのスイッチングアームの上端は、バッテリ１０の正極端子に接続され、下端は、バッテリ１０の負極端子に接続されている。
　図８には、Ｕ相巻線２０Ｕを構成するＵ相正巻線２０Ｕ＋およびＵ相逆巻線２０Ｕ－が示されている。同様に、Ｖ相巻線２０Ｖを構成するＶ相正巻線２０Ｖ＋およびＶ相逆巻線２０Ｖ－が示され、Ｗ相巻線２０Ｗを構成するＷ相正巻線２０Ｗ＋およびＷ相逆巻線２０Ｗ－が示されている。
　第１実施形態に係る電動機システム１では、Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗのそれぞれの一端は、中性点Ｎに接続されており、各巻線の他端は、インバータ１２に接続されている。これに対して、本実施形態に係る電動機システム２では、Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗのそれぞれの一端（第１端）は、第１インバータ１２１に接続されている。Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗのそれぞれの他端（第２端）は、第２インバータ１２２に接続されている。具体的には、Ｕ相巻線２０Ｕの他端は、スイッチング素子Ｂ１およびＢ２の接続点に接続されている。Ｖ相巻線２０Ｖの他端は、スイッチング素子Ｂ３およびＢ４の接続点に接続されている。Ｗ相巻線２０Ｗの他端は、スイッチング素子Ｂ５およびＢ６の接続点に接続されている。
　第１インバータ１２１は、図１に示されているインバータ１２と同様、図３に示されたインバータ制御部５０によって制御される。図９には、コントロールユニット１８に含まれる第２インバータ制御部７０の構成が示されている。第２インバータ１２２は、第２インバータ制御部７０によって制御される。つまり、本実施形態に係る電動機システム２では、図３に示されたインバータ制御部５０が第１インバータ制御部に相当し、第１インバータ１２１を制御し、図９に示された第２インバータ制御部７０が第２インバータ１２２を制御する。第２インバータ制御部７０は、キャリア信号生成部５４、複数の目標信号生成部７２ｕ、７２ｖ、７２ｗ、零相信号生成部７４、複数の加算器７６ｕ、７６ｖ、７６ｗ、複数の比較部５６ｕ、５６ｖ、５６ｗ、および複数のバッファ５８ｕ、５８ｖ、５８ｗを備えている。
　目標信号生成部７２ｕ、７２ｖおよび７２ｗは、それぞれ、電動機１４のＵ相巻線２０Ｕに流れるＵ相電流、Ｖ相巻線２０Ｖに流れるＶ相電流、およびＷ相巻線２０Ｗに流れるＷ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｑｕ、ＱｖおよびＱｗを生成する。具体的には、目標信号生成部７２ｕは、Ｕ相巻線２０Ｕに流れるＵ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｑｕを生成する。目標信号生成部７２ｖは、Ｖ相巻線２０Ｖに流れるＶ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｑｖを生成する。目標信号生成部７２ｗは、Ｗ相巻線２０Ｗに流れるＷ相電流に対する目標値を示す目標信号Ｑｗを生成する。生成された目標信号Ｑｕ、ＱｖおよびＱｗは、それぞれ、加算器７６ｕ、７６ｖおよび７６ｗに出力される。具体的には、目標信号Ｑｕは、加算器７６ｕに出力される。目標信号Ｑｖは、加算器７６ｖに出力される。目標信号Ｑｗは、加算器７６ｗに出力される。目標信号Ｑｕ、ＱｖおよびＱｗは、相互の位相差が１２０°である正弦波信号であってよい。
　零相信号生成部７４は、Ｕ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗに流れる零相電流に対する目標値を示す零相信号Ｓ０を生成し、零相信号Ｓ０を加算器７６ｕ、７６ｖおよび７６ｗに出力する。零相信号Ｓ０は、目標信号Ｑｕ、ＱｖおよびＱｗの周波数の３倍の周波数を有する正弦波信号であってよい。
　加算器７６ｕは、目標信号Ｑｕに零相信号Ｓ０を加算し、加算結果として得られるＵ相目標信号Ｑｕ０を比較部５６ｕに出力する。加算器７６ｖは、目標信号Ｑｖに零相信号Ｓ０を加算し、加算結果として得られるＶ相目標信号Ｑｖ０を比較部５６ｖに出力する。加算器７６ｗは、目標信号Ｑｗに零相信号Ｓ０を加算し、加算結果として得られるＷ相目標信号Ｑｗ０を比較部５６ｗに出力する。
　キャリア信号生成部５４は、キャリア信号Ｃｒを生成し、キャリア信号Ｃｒを比較部５６ｕ、５６ｖおよび５６ｗに出力する。比較部５６ｕは、目標信号Ｑｕ０とキャリア信号Ｃｒとの比較結果に基づいて、制御信号ＦＵｕを生成し、制御信号ＦＵｕをバッファ５８ｕに出力する。バッファ５８ｕは、比較部５６ｕから入力された制御信号（第１制御信号）ＦＵｕと、制御信号ＦＵｕのハイおよびローを反転した制御信号（第２制御信号）ＦＬｕと、を出力する。なお、制御信号ＦＵｕ、ＦＬｕは、第２インバータ１２２が備えるスイッチングアームＵ２の各スイッチング素子Ｂ１およびＢ２を制御する信号である。
　比較部５６ｖは、目標信号Ｑｖ０とキャリア信号Ｃｒとの比較結果に基づいて、制御信号ＦＵｖを生成し、制御信号ＦＵｖをバッファ５８ｖに出力する。バッファ５８ｖは、制御信号ＦＵｖと、制御信号ＦＵｖのハイおよびローを反転した制御信号ＦＬｖと、を出力する。制御信号ＦＵｖ、ＦＬｖは、第２インバータ１２２が備えるスイッチングアームＶ２の各スイッチング素子Ｂ３およびＢ４を制御する信号である。比較部５６ｗは、目標信号Ｑｗ０とキャリア信号Ｃｒとの比較結果に基づいて、制御信号ＦＵｗを生成し、制御信号ＦＵｗをバッファ５８ｗに出力する。バッファ５８ｗは、制御信号ＦＵｗと、制御信号ＦＵｗのハイおよびローを反転した制御信号ＦＬｗと、を出力する。制御信号ＦＵｗ、ＦＬｗは、第２インバータ１２２が備えるスイッチングアームＷ２の各スイッチング素子Ｂ５およびＢ６を制御する信号である。
　図８に示される第２インバータ１２２において、スイッチングアームＵ２の上スイッチング素子Ｂ１は、制御信号ＦＵｕがハイであるときにオンとなり、制御信号ＦＵｕがローであるときにオフになる。スイッチングアームＵ２の下スイッチング素子Ｂ２は、制御信号ＦＬｕがハイであるときにオンとなり、制御信号ＦＬｕがローであるときにオフになる。
　スイッチングアームＶ２の上スイッチング素子Ｂ３は、制御信号ＦＵｖがハイであるときにオンとなり、制御信号ＦＵｖがローであるときにオフになる。スイッチングアームＶ２の下スイッチング素子Ｂ４は、制御信号ＦＬｖがハイであるときにオンとなり、制御信号ＦＬｖがローであるときにオフになる。
　スイッチングアームＷ２の上スイッチング素子Ｂ５は、制御信号ＦＵｗがハイであるときにオンとなり、制御信号ＦＵｗがローであるときにオフになる。スイッチングアームＷ２の下スイッチング素子Ｂ６は、制御信号ＦＬｗがハイであるときにオンとなり、制御信号ＦＬｗがローであるときにオフになる。
　本実施形態に係る電動機システム２では、インバータ制御部５０および第２インバータ制御部７０によって、第１インバータ１２１（各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ６）および第２インバータ１２２（各スイッチング素子Ｂ１～Ｂ６）が制御され、電動機１４のＵ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗに三相交流電流が流れる。これにより、本実施形態に係る電動機システム２では、ステータコア３２の内部に回転磁束Φｒが発生する。また、本実施形態に係る電動機システム２では、第２インバータ制御部７０によって第２インバータ１２２が制御されることで、電動機１４のＵ相巻線２０Ｕ、Ｖ相巻線２０ＶおよびＷ相巻線２０Ｗに、図７に示されるような零相電流が流れる。これにより、本実施形態に係る電動機システム２では、この零相電流に基づく零相磁束Φ０とロータ３０との磁気的な作用によって、ロータ３０にトルクが発生する。
（第３実施形態）
　図１０には、第３実施形態に係る電動機システム３の構成が示されている。本実施形態に係る電動機システム３は、第２実施形態に係る電動機システム２における、Ｕ相正巻線２０Ｕ＋とＵ相逆巻線２０Ｕ－との直列接続点、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋とＶ相逆巻線２０Ｖ－との直列接続点、およびＷ相正巻線２０Ｗ＋とＷ相逆巻線２０Ｗ－との直列接続点を、中性点Ｎにおいて共通して接続するように構成されている。さらに、本実施形態に係る電動機システム３は、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋と、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－と、の配置を入れ換えて構成されている。第１インバータ１２１および第２インバータ１２２の動作は、第２実施形態における動作と同様である。
　Ｖ相正巻線２０Ｖ＋と、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－と、の配置を入れ換えたことの技術的意義について説明する。第１実施形態における電動機１４では、図２に示されているように、１つのスロットにある複数の導線には、同一方向の電流が流れる。これに対して、本実施形態のように、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋と、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－と、の配置を入れ換えると、磁束を弱め合う方向に電流が流れる。具体的には、Ｕ相正巻線２０Ｕ＋およびＷ相逆巻線２０Ｗ－があるスロット、ならびに、Ｕ相逆巻線２０Ｕ－およびＷ相正巻線２０Ｗ＋があるスロット以外のスロットでは、隣接する巻線に流れる電流が逆向きとなり、磁束を弱め合う。これによって、零相磁束Φ０によるトルクの空間的な周期は、回転電気角で１８０°、機械角で９０°となる。したがって、第１実施形態に記載の構成と本実施形態に記載の構成とにおいて、ロータ３０が同じ速度で回転した場合、第１実施形態に係る電動機システム１に比べて、本実施形態に係る電動機システム３は、零相磁束Φ０によるトルクの脈動周波数が小さくなる。
　なお、上記では、第１インバータ１２１が、第１インバータに相当するインバータ制御部５０によって制御され、第２インバータ１２２が、第２インバータ制御部７０によって制御される構成について説明した。本開示の技術は、この構成に限定されない。例えば、本実施形態に係る電動機システム３は、第１インバータ１２１および第２インバータ１２２が、それぞれに対して個別に設けられた第２インバータ制御部７０（２つの第２インバータ制御部）によって制御される構成としてもよい。
（第４実施形態）
　図１１には、第４実施形態に係る電動機システム４の構成が示されている。本実施形態に係る電動機システム４は、第３実施形態に係る電動機システム３における、Ｕ相正巻線２０Ｕ＋、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－およびＷ相正巻線２０Ｗ＋の共通接続点を、第１零相スイッチングアームＺ１に接続するように構成されている。さらに、本実施形態に係る電動機システム４は、第３実施形態に係る電動機システム３における、Ｕ相逆巻線２０Ｕ－、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋およびＷ相逆巻線２０Ｗ－の共通接続点を、第２零相スイッチングアームＺ２に接続するように構成されている。各相において、正巻線および逆巻線は、個別に設けられており、直接接続されていない。
　第１零相スイッチングアームＺ１は、直列接続されたスイッチング素子Ａ１１およびＡ２１を備えている。スイッチング素子Ａ１１およびＡ２１の接続点には、Ｕ相正巻線２０Ｕ＋、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－およびＷ相正巻線２０Ｗ＋の共通接続点が接続されている。スイッチング素子Ａ１１の上端は、バッテリ１０の正極端子に接続され、スイッチング素子Ａ２１の下端は、バッテリ１０の負極端子に接続されている。
　第２零相スイッチングアームＺ２は、直列接続されたスイッチング素子Ａ１２およびＡ２２を備えている。スイッチング素子Ａ１２およびＡ２２の接続点には、Ｕ相逆巻線２０Ｕ－、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋およびＷ相逆巻線２０Ｗ－の共通接続点が接続されている。スイッチング素子Ａ１２の上端は、バッテリ１０の正極端子に接続され、スイッチング素子Ａ２２の下端は、バッテリ１０の負極端子に接続されている。
　スイッチングアームＺ１を構成するスイッチング素子Ａ１１およびＡ１２は、Ｕ相正巻線２０Ｕ＋、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－およびＷ相正巻線２０Ｗ＋に流れる零相電流を調整する。スイッチングアームＺ２を構成するスイッチング素子Ａ２１およびＡ２２は、Ｕ相逆巻線２０Ｕ－、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋およびＷ相逆巻線２０Ｗ－に流れる零相電流を調整する。
　これによって、本実施形態に係る電動機システム４では、Ｕ相正巻線２０Ｕ＋、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－およびＷ相正巻線２０Ｗ＋と、Ｕ相逆巻線２０Ｕ－、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋およびＷ相逆巻線２０Ｗ－とには、ロータ３０にトルクを発生させる零相磁束Φ０が発生する。
（第５実施形態）
　図１２には、第５実施形態に係る電動機システム５の構成が示されている。本実施形態に係る電動機システム５は、第４実施形態に係る電動機システム４における、Ｖ相正巻線２０Ｖ＋と、Ｖ相逆巻線２０Ｖ－と、の配置を入れ換えて構成されている。第４実施形態に係る電動機システム４では、零相磁束Φ０によるトルクの空間的な周期は、回転電気角で１８０°、機械角で９０°である。これに対して、本実施形態に係る電動機システム５では、零相磁束Φ０によるトルクの空間的な周期は、回転電気角で６０°、機械角で３０°となる。
　１～５　電動機システム、１０　バッテリ、１２　インバータ、１２１　第１インバータ、１２２　第２インバータ、１４　電動機、１８　コントロールユニット、２０Ｕ　Ｕ相巻線、２０Ｖ　Ｖ相巻線、２０Ｗ　Ｗ相巻線、２０Ｕ+　Ｕ相正巻線、２０Ｕ－　Ｕ相逆巻線、２０Ｖ+　Ｖ相正巻線、２０Ｖ－　Ｖ相逆巻線、２０Ｗ+　Ｗ相正巻線、２０Ｗ－　Ｗ相逆巻線、２２ｕ　Ｕ相端子、２２ｖ　Ｖ相端子、２２ｗ　Ｗ相端子、３０　ロータ、３２　ステータコア、３４　ステータコア本体部、３６　集中巻ステータコイル、３８　スロット、４０　ロータ本体部、５０　インバータ制御部、５２ｕ，５２ｖ，５２ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ　目標信号生成部、５２ｚ，７４　零相信号生成部、５４　キャリア信号生成部、５６ｕ，５６ｖ，５６ｗ，５６ｚ　比較部、５８ｕ，５８ｖ，５８ｗ，５８ｚ　バッファ、６０　零相制御部、７０　第２インバータ制御部、７６ｕ，７６ｖ，７６ｗ　加算器、Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２　スイッチングアーム、Ｚ，Ｚ１，Ｚ２　零相スイッチングアーム、Ｓ１～Ｓ６，Ｂ１～Ｂ６，Ａ１，Ａ２，Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２　スイッチング素子、Ｔ１～Ｔ１２　ティース、Ｍ１～Ｍ４　永久磁石、Φｒ　回転磁束、Φ０　零相磁束。

Claims (6)

  1. 　ロータを囲むステータコア本体部と、
    　周回状に配置された複数のティースであって、それぞれが前記ステータコア本体部の壁面から前記ロータ側に突出した複数の前記ティースと、
    　複数相の巻線を備え、複数の前記ティースのうち各前記巻線に対して定められたティースに前記巻線が配置された集中巻ステータコイルと、
    　複数相の前記巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の前記巻線に流すインバータと、
    　複数相の前記巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、複数相の前記巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整し、当該零相電流によって前記ロータにトルクを発生させる零相スイッチングアームと、を備える、電動機システム。
  2. 　ロータを囲むステータコア本体部と、
    　周回状に配置された複数のティースであって、それぞれが前記ステータコア本体部の壁面から前記ロータ側に突出した複数の前記ティースと、
    　複数相の巻線を備え、複数の前記ティースのうち各前記巻線に対して定められたティースに前記巻線が配置された集中巻ステータコイルと、
    　複数相の前記巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の前記巻線に流す第１インバータと、
    　複数相の前記巻線のそれぞれの他端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の前記巻線に流すと共に、複数相の前記巻線に流れる零相電流を調整し、当該零相電流によって前記ロータにトルクを発生させる第２インバータと、を備える、電動機システム。
  3. 　請求項２に記載の電動機システムにおいて、
    　各前記巻線は、直列接続された正巻線および逆巻線を有し、複数の前記ティースのうち、各前記巻線の正巻線および逆巻線に対して定められたティースに、各前記巻線の正巻線および逆巻線が配置されており、
    　複数相の前記巻線のそれぞれにおける正巻線および逆巻線の直列接続点が共通に接続されている、電動機システム。
  4. 　請求項３に記載の電動機システムにおいて、
    　複数相の前記巻線として、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の前記巻線を備え、
    　Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線が前記第１インバータに接続され、
    　Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線が前記第２インバータに接続されている、電動機システム。
  5. 　請求項１に記載の電動機システムにおいて、
    　複数相の前記巻線として、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各前記巻線を備え、
    　Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各前記巻線は、直接接続されていない正巻線および逆巻線を備え、
    　複数の前記ティースのうち、各相の正巻線および逆巻線に対して定められたティースに、各相の正巻線および逆巻線が配置されており、
    　Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を、Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線に流す第１インバータと、
    　Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、Ｕ相の正巻線、Ｖ相の逆巻線、およびＷ相の正巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する第１零相スイッチングアームと、
    　Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を、Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線に流す第２インバータと、
    　Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、Ｕ相の逆巻線、Ｖ相の正巻線、およびＷ相の逆巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する第２零相スイッチングアームと、を備える、電動機システム。
  6. 　請求項１に記載の電動機システムにおいて、
    　複数相の前記巻線のそれぞれは、直接接続されていない正巻線および逆巻線を備え、
    　複数相の正巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の正巻線に流す第１インバータと、
    　複数相の正巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、複数相の正巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する第１零相スイッチングアームと、
    　複数相の逆巻線のそれぞれの一端が接続され、前記ロータの周りに回転磁束を発生させる電流を複数相の逆巻線に流す第２インバータと、
    　複数相の逆巻線のそれぞれの他端が共通に接続され、複数相の逆巻線の共通接続点に流れる零相電流を調整する第２零相スイッチングアームと、を備える、電動機システム。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7294982B2 (ja) * 2019-10-18 2023-06-20 株式会社豊田中央研究所 電動機制御装置
US20230060549A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-02 Abb Schweiz Ag Tapped winding method for extended constant horsepower speed range
WO2024095475A1 (ja) * 2022-11-04 2024-05-10 日産自動車株式会社 モータ制御方法及びモータ制御装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003143897A (ja) * 2001-10-30 2003-05-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc モータ駆動電流制御装置およびその方法
JP2015232299A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 株式会社豊田自動織機 スタータ起動回路
JP2016073097A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社日本自動車部品総合研究所 駆動装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491622A (en) * 1994-01-07 1996-02-13 Delco Electronics Corp. Power converter with emergency operating mode for three phase induction motors
FR2892243B1 (fr) * 2005-10-13 2008-01-18 Airbus France Sas Onduleur de tension reconfigurable a tolerence de pannes
US7309973B2 (en) * 2006-04-24 2007-12-18 Power Conservation Ltd Mitigation of harmonic currents and conservation of power in non-linear load systems
JP4363481B2 (ja) 2007-05-10 2009-11-11 株式会社デンソー 回転電機制御装置
JP4483911B2 (ja) * 2007-08-31 2010-06-16 株式会社デンソー 車両用回転電機
JP4609474B2 (ja) * 2007-10-10 2011-01-12 株式会社デンソー 回転電機装置
JP5527497B2 (ja) * 2008-01-11 2014-06-18 富士電機株式会社 交流電動機駆動回路及び電気車駆動回路
JP2012235659A (ja) * 2011-05-09 2012-11-29 Denso Corp 回転機の制御装置
DE102012215166B4 (de) * 2012-08-27 2014-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Schaltgerät für einen Einphasenmotor und einen Drehstrommotor
CN104737435B (zh) * 2012-11-28 2018-05-29 富士电机株式会社 电力转换系统及其控制方法
WO2015073651A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-21 Brooks Automation, Inc. Method and apparatus for brushless electrical machine control
TWI692931B (zh) * 2013-11-13 2020-05-01 布魯克斯自動機械公司 可變磁阻馬達負載映射裝置、對於可變磁阻馬達來定出決定馬達負載的力矩、電流、位置之間關係之特徵的方法、決定可變磁阻馬達的力矩、電流和位置之間關係之特徵的方法、無刷電力機器，及可變磁阻馬達控制器
JP6391358B2 (ja) * 2014-08-18 2018-09-19 国立大学法人東京工業大学 電動機システム
JP6503277B2 (ja) * 2015-10-13 2019-04-17 東洋電機製造株式会社 制御器および交流電動機駆動装置
JP6667425B2 (ja) * 2016-12-21 2020-03-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ制御装置および電動車両
TWM576750U (zh) * 2017-07-25 2019-04-11 美商米沃奇電子工具公司 電氣組合物、電動化裝置系統、電池組、電馬達、馬達總成及電馬達總成

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003143897A (ja) * 2001-10-30 2003-05-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc モータ駆動電流制御装置およびその方法
JP2015232299A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 株式会社豊田自動織機 スタータ起動回路
JP2016073097A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社日本自動車部品総合研究所 駆動装置

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