[發明專利]電機及電機系統

無效

• 申請號: 201280052098.4
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN103891112A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 村上宗司;大戶基道;豬又健太朗;井手耕三;森本進也
• 申請（專利權）人: 株式會社安川電機
• 主分類號: H02K21/16
• 分類號: H02K21/16;H02K1/22;H02K1/27;H02P6/08
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;金丹

技術領域

本發明所公開的實施方式涉及一種電機及電機系統。

背景技術

現有技術中，為了對電機的旋轉進行控制而檢測出電機的轉子的位置。一般而言，為了檢測出電機轉子的旋轉位置而使用編碼器等位置檢測器。

然而，從節省配線、節省空間、提高在嚴酷的環境下的可靠性的觀點考慮，正在探索不使用編碼器也能夠檢測出轉子的位置的技術。

作為該技術的一例，在專利文獻1中提出了如下一種技術。即，轉子的旋轉位置（機械角的變化所表示的位置）的變化使得定子側的線圈的電感發生變化，該電感的變化值對應于安裝在旋轉軸上的磁極部的磁阻的變化，利用這一情況來檢測出轉子的位置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-166711號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，在上述專利文獻1所記載的技術中，只能推定對應于電角度的相對機械角。即，以專利文獻1為代表的現有技術，不能直接推定表示轉子的絕對位置的機械角。

實施方式涉及的一個技術方案即是考慮到上述問題作出的，其目的在于提供一種能夠推定轉子的絕對機械角的電機及電機系統。

解決問題的技術方案

實施方式一個技術方案所涉及的電機具有轉子與定子，所述轉子具有轉子鐵芯，在所述轉子鐵芯的周向上設有多個永磁鐵；所述定子隔著規定的氣隙與所述轉子相對配置，該定子具有定子鐵芯，在所述定子鐵芯上卷繞安裝有多個相的定子線圈。所述轉子的結構為，所述轉子鐵芯或者所述永磁鐵的磁特性的變化模式為在周向上呈梯度變化。另外，所述定子的結構為，所述定子線圈通過一個相或者各相的組合而形成的磁場的分布模式在整周中具有唯一性。

發明的效果

采用所述一個實施方式，不使用編碼器也能夠高精度地推定轉子的旋轉位置。

附圖說明

圖1為表示實施方式涉及的電機系統的大致結構的框圖；

圖2為實施方式涉及的電機的轉子與定子的在包含轉子中心軸的平面上的剖視圖；

圖3為比較例涉及的電機的轉子與定子的、在垂直于轉子中心軸的平面上的剖視圖；

圖4為表示比較例涉及的電機的數學模型的一例的附圖；

圖5為表示比較例涉及的電機的永磁鐵的磁極的名稱與d軸、q軸所對應位置的附圖；

圖6A為表示比較例涉及的電機的定子線圈的名稱與配置的附圖；

圖6B為表示比較例涉及的電機的定子線圈的接線方式的附圖；

圖7A為表示比較例涉及的電機的定子線圈的卷繞方向的附圖；

圖7B為同時表示比較例涉及的電機的定子線圈的接線方式與卷繞方向的附圖；

圖8A為表示向比較例涉及的電機的定子線圈通交流電時的通電方法的附圖；

圖8B為表示以圖8A的通電方法通電時所產生的磁通的分布的附圖；

圖9A為表示比較例涉及的電機的轉子的d軸處所產生的磁通密度的分布的附圖；

圖9B為表示比較例涉及的電機的轉子的q軸處所產生的磁通密度的分布的附圖；

圖10所示為，設置圓筒鐵芯（由層疊的電磁鋼板構成）代替比較例涉及的電機的轉子后、對定子線圈通交流電時所產生的磁通密度與分布；

圖11A為表示實施方式涉及的電機的轉子的一例的附圖；

圖11B為表示實施方式涉及的電機的轉子的一例的附圖；

圖12A為表示實施方式涉及的電機的轉子的d軸處所產生的磁通密度與分布的附圖；

圖12B為表示實施方式涉及的電機的轉子的d軸處所產生的磁通密度與分布的附圖；

圖13A為表示實施方式涉及的電機的轉子的一例的附圖；

圖13B為表示實施方式涉及的電機的轉子的一例的附圖；

圖13C為表示實施方式涉及的電機的轉子的一例的附圖；

圖14A為表示圖13A所示的電機的轉子的d軸處所產生的磁通密度與分布的附圖；

圖14B為表示圖13B所示的電機的轉子的d軸處所產生的磁通密度與分布的附圖；

圖14C為表示圖13C所示的電機的轉子的d軸處所產生的磁通密度與分布的附圖；

圖15為表示實施方式涉及的電機的轉子的一例的附圖；

圖16為表示實施方式涉及的電機的轉子的d軸處所產生的磁通密度與分布的附圖；

圖17A為表示實施方式涉及的變形例的附圖；

圖17B為表示實施方式涉及的變形例的附圖；