[發明專利]極數切換型旋轉電機以及極數切換型旋轉電機的驅動方法

有效

• 申請號: 201680087250.0
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN109417340B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 日高勇氣;小松大河
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02K17/14
• 分類號: H02K17/14;H02P25/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 許海蘭

得到一種不使用繞組切換機構而在多極驅動時以及少極驅動時都具有優良的轉矩對電流特性的極數切換型旋轉電機。極數切換型旋轉電機具有具有定子和轉子的旋轉電機、對定子線圈供給m相電流的逆變器和控制逆變器的控制部，該定子沿機械角度方向配置有定子槽，該轉子通過在容納于定子槽的定子線圈中流過的電流產生的磁動勢而旋轉，每個定子槽的各磁動勢分別被等間隔地配置，在多極驅動時和少極驅動時之間切換極數，其中控制部以使多極驅動時的極數與少極驅動時的極數之比成為(2n+1)：1的方式切換極數，并且以使每極的不同的電流相位的數量即電流相位自由度在多極驅動時成為m/(2n+1)、在少極驅動時成為m的方式控制電流相位，其中m為3的倍數并且為6以上的自然數，n為自然數，m/(2n+1)為2以上。

技術領域

本發明涉及對極數進行切換而驅動以在寬的旋轉區域確保高轉矩性、高輸出性的極數切換型旋轉電機以及極數切換型旋轉電機的驅動方法。

背景技術

作為用于電動汽車、混合動力車等的旋轉電機，已知有對極數進行切換而驅動以在寬的旋轉區域確保高轉矩性、高輸出性的極數切換型旋轉電機。

作為這樣的以往的極數切換型旋轉電機，存在構成為將六個線圈每60°地配置并且通過6相逆變器向各線圈供給電流的旋轉電機(例如參照專利文獻1)。在專利文獻1中，通過使用6相逆變器切換線圈的電流相位來進行極數切換。

另外，作為其他以往的極數切換型旋轉電機，存在如下構成的旋轉電機：用分布繞組卷繞以用于3相驅動的定子線圈與2臺3相逆變器每隔一個極對而被交替地連接，將多極驅動時的每極每相的槽數設為q時的分布繞組系數k_wd為k_wd＝sin(π/6)/(q×sin(π/6q))(例如參照專利文獻2)。在專利文獻2中，以使2臺3相逆變器間的組間相位差為0°～180°的范圍在0°時為少極、在180°時為多極的方式進行控制，從而進行極數切換。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開平11-018382號公報

專利文獻2：日本特開2015-226425號公報

發明內容

但是，在現有技術中存在以下問題。

專利文獻1的極數切換型旋轉電機需要極數切換用的繞組切換機構，但在通過繞組切換機構切換極數時產生過渡性的轉矩脈動，因此存在還需要用于抑制轉矩脈動產生的機構的問題。

另外，在專利文獻2中，在少極驅動時分布繞組系數降低，因此存在轉矩對電流特性(torque-current characteristics)降低的問題。

本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于能夠得到不使用繞組切換機構而在多極驅動時以及少極驅動時都具有優良的轉矩對電流特性的極數切換型旋轉電機以及極數切換型旋轉電機的驅動方法。

本發明的極數切換型旋轉電機具有具有定子和轉子的旋轉電機、對定子線圈供給m相電流的逆變器和控制逆變器的控制部，該定子沿機械角度方向配置有定子槽，該轉子通過在容納于定子槽的定子線圈中流過的電流產生的磁動勢而旋轉，每個定子槽的磁動勢分別被等間隔地配置，在多極驅動時和少極驅動時之間切換極數，控制部以使多極驅動時的極數與少極驅動時的極數之比成為(2n+1)：1的方式切換極數，并且以使每極的不同的電流相位的數量即電流相位自由度在多極驅動時成為m/(2n+1)、在少極驅動時成為m的方式控制電流相位，其中m為3的倍數并且為6以上的自然數，n為自然數，m/(2n+1)為2以上，以使在多極驅動時或少極驅動時在相鄰的定子槽的定子線圈中流過的電流的電流相位彼此的間隔分別按照電氣角度相等的方式，控制在定子線圈中流過的電流的電流相位，使得多極驅動時的分布繞組系數以及少極驅動時的分布繞組系數為1。