馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有，無(wú)刷馬達(dá)（10），該無(wú)刷馬達(dá)（10）具有分類(lèi)成為群A和群B的線圈（23）、具有12個(gè)齒部的定子（13）以及設(shè)置在定子（13）之內(nèi)的軸（12）和轉(zhuǎn)子（11），分類(lèi)成為群A和群B的任何一個(gè)線圈（23）被纏繞在12個(gè)齒部中的每個(gè)齒部周?chē)粚⑷嚯妷菏┘拥饺篈的每個(gè)線圈（23）的控制器（15）；將三相電壓施加到群B的每個(gè)線圈（23）的控制器（16）；以及傳感器部分，所述傳感器部分根據(jù)軸（12）的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，輸出電信號(hào)到控制器（15）和（16）。群A的線圈（23）的總數(shù)和群B的線圈（23）的總數(shù)兩者都是6?？刂破鳎?5）和（16）將三相電壓施加到相應(yīng)的線圈（23），而不管另一個(gè)控制器是否將三相電壓施加到相應(yīng)的線圈（23）。
【專利說(shuō)明】馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連接兩個(gè)電力獨(dú)立的控制器的三相無(wú)刷馬達(dá)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，在車(chē)輛中，無(wú)刷馬達(dá)用作輔助轉(zhuǎn)向裝置等等的轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源等等。此外，當(dāng)檢測(cè)道路的車(chē)道和直接在前行進(jìn)的車(chē)輛、然后自動(dòng)地基于檢測(cè)的信號(hào)操作車(chē)輛時(shí)，無(wú)刷馬達(dá)還用作轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)源。
[0003]如上所述，已經(jīng)要求用作轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)源的無(wú)刷馬達(dá)具有高可靠性。此外，已經(jīng)要求無(wú)刷馬達(dá)被設(shè)計(jì)為即使當(dāng)諸如斷線的故障出現(xiàn)在構(gòu)成無(wú)刷馬達(dá)的線圈中時(shí)，也實(shí)現(xiàn)最低限度的功能。例如專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)開(kāi)關(guān)單元進(jìn)行操作的結(jié)構(gòu)，該開(kāi)關(guān)單元可在閉合位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)，在閉合位置，電流在每個(gè)相繞組中流動(dòng)，在打開(kāi)位置，電流不流動(dòng)。
[0004]專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了兩個(gè)以上的功率電子器件各自被設(shè)置在定子中作為車(chē)輛的起動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該定子具有分離成為兩個(gè)以上部分的繞組部分。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日文未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)第2000-500102號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日文未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)第2002-142397號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]技術(shù)問(wèn)題
[0010]在車(chē)輛的自動(dòng)操作中，已經(jīng)要求用作轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)源的無(wú)刷馬達(dá)具有即使當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)也產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)，即，具有雙重安全的設(shè)計(jì)構(gòu)思。
[0011]例如，在簡(jiǎn)單地設(shè)置兩組各自包含作為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動(dòng)源的無(wú)刷馬達(dá)和控制器的情況下，即使當(dāng)故障出現(xiàn)在一組中時(shí)，也可以由另一組給予轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)矩。然而，提供該兩組使得成本和空間加倍，因此這種結(jié)構(gòu)是不現(xiàn)實(shí)的。
[0012]當(dāng)兩個(gè)電力獨(dú)立的線圈各自被纏繞在無(wú)刷馬達(dá)的定子的每個(gè)齒部周?chē)鷷r(shí)，以電力電力獨(dú)立的方式產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)的兩個(gè)線圈群被設(shè)置在一個(gè)無(wú)刷馬達(dá)中作為外部形狀。然而，因?yàn)橛性邶X部周?chē)贾糜糜谑箖蓚€(gè)線圈絕緣的絕緣材料的必要性，所以線圈占據(jù)的容積對(duì)應(yīng)于絕緣材料占據(jù)的空間而減少。結(jié)果，使得馬達(dá)的輸出減少的問(wèn)題就出現(xiàn)了。
[0013]考慮到上述情況，已經(jīng)做出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種三相無(wú)刷馬達(dá)以及具有這種三相無(wú)刷馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該三相無(wú)刷馬達(dá)滿足雙重安全的設(shè)計(jì)構(gòu)思，并且可以抑制輸出的減少和成本增加。
[0014]問(wèn)題的解決方案
[0015](I)根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有:馬達(dá)，所述馬達(dá)具有分類(lèi)成為群A和群B的多個(gè)線圈、具有多個(gè)齒部的定子、被設(shè)置在所述定子之內(nèi)并且在軸向上延伸的轉(zhuǎn)子軸、以及外部適合于所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子，分類(lèi)成為所述群A和所述群B的任何一個(gè)所述線圈被纏繞在所述多個(gè)齒部中的每個(gè)齒部周?chē)?，并且所述多個(gè)齒部以環(huán)形的形狀被布置；第一控制器，所述第一控制器將U相位、V相位和W相位的三相電壓施加到分類(lèi)成為所述群A的每個(gè)線圈；第二控制器，所述第二控制器將所述三相電壓施加到分類(lèi)成為所述群B的每個(gè)線圈；以及傳感器部分，所述傳感器部分根據(jù)所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，輸出電信號(hào)到所述第一控制器和所述第二控制器。所述定子的所述齒部的磁極的數(shù)量X和所述轉(zhuǎn)子的磁體的磁極的數(shù)量Y滿足表達(dá)式I。當(dāng)所述定子的所述齒部被設(shè)置為一個(gè)單位時(shí)的所述線圈的總數(shù)與所述齒部的所述磁極的數(shù)量X是相同的。包含在群A中的線圈的總數(shù)和包含在群B中的線圈的總數(shù)兩者都是X/2。所述第一控制器和所述第二控制器將所述三相電壓施加到所述相應(yīng)的線圈，而不管另一個(gè)控制器是否將所述三相電壓施加到所述線圈。所述群A和所述群B的每個(gè)群中的每個(gè)線圈的感應(yīng)電壓構(gòu)成所述三相，并且每個(gè)所述群中的相同相位的每個(gè)線圈的所述感應(yīng)電壓的所述相位是相同的。在包含在所述群A中的每個(gè)線圈的所述感應(yīng)電壓和包含在所述群B中的每個(gè)線圈的所述感應(yīng)電壓之間有相位差。
[0016][表達(dá)式l]X:Y=6n:6n±2(在表達(dá)式I中，η是2以上的整數(shù)。)
[0017]根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)的系統(tǒng)被多重化(雙重化)，并且每個(gè)系統(tǒng)被配置為可電力獨(dú)立地操作，而不管另一個(gè)系統(tǒng)的操作狀態(tài)。因而，可以實(shí)現(xiàn)雙重安全系統(tǒng)，在該雙重安全系統(tǒng)中，即使當(dāng)異常出現(xiàn)在一個(gè)系統(tǒng)中時(shí)，也可以由另一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)。此外，因?yàn)闆](méi)有在定子的每個(gè)齒部周?chē)p繞兩個(gè)電力獨(dú)立的線圈的必要性，所以沒(méi)有確保用于在線圈之間布置絕緣材料的空間的必要性。
[0018]這里，“控制器是電力獨(dú)立的”指的是第一控制器和第二控制器并不互相交換信息，并且一個(gè)控制器可以在不受另一個(gè)控制器的操作狀態(tài)的影響的情況下進(jìn)行操作。更具體地，第二控制器可以將三相電壓施加到群B的線圈，而不管從第一控制器到群A的線圈的系統(tǒng)是否正常地操作或者停止。類(lèi)似地，第一控制器可以將三相電壓施加到群A的線圈，而不管從第二控制器到群B的線圈的系統(tǒng)是否正常地操作或者停止。
[0019](2)較佳地，所述傳感器部分具有第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器和所述第二傳感器各自具有分解器定子和分解器轉(zhuǎn)子，所述分解器定子具有多個(gè)分解器齒部，激勵(lì)線圈、第一輸出繞組和第二輸出繞組被纏繞在所述多個(gè)分解器齒部中的每個(gè)分解器齒部周?chē)?，并且所述多個(gè)分解器齒部以環(huán)形的形狀被布置，所述分解器轉(zhuǎn)子被設(shè)置在所述分解器定子之內(nèi)，并且與所述轉(zhuǎn)子軸一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。第一控制器將激勵(lì)電壓施加到第一傳感器的所述激勵(lì)線圈，并且基于所述第一傳感器的所述第一輸出繞組和所述第二輸出繞組的輸出電壓的組合，來(lái)檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。所述第二控制器將激勵(lì)電壓施加到所述第二傳感器的所述激勵(lì)線圈，并且基于所述第二傳感器的所述第一輸出繞組和所述第二輸出繞組的輸出電壓的組合，來(lái)檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0020]根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的系統(tǒng)被多重化(在這個(gè)實(shí)施例中被雙重化)，并且每個(gè)系統(tǒng)被配置為可獨(dú)立操作。因而，可以實(shí)現(xiàn)雙重安全系統(tǒng)，在該雙重安全系統(tǒng)中，即使當(dāng)異常出現(xiàn)在一個(gè)系統(tǒng)中時(shí)，另一個(gè)系統(tǒng)可以繼續(xù)檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0021](3)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以是齒部的磁極的數(shù)量X是12、磁體的磁極的數(shù)量Y是10或者14的一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0022]因?yàn)槿篈和群B的每個(gè)群中的相同相位的每個(gè)線圈的感應(yīng)電壓的相位是相同的，所以多個(gè)線圈的合成電壓變成最大，以使馬達(dá)的輸出提高。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的三相無(wú)刷馬達(dá)具有:定子，在定子中，線圈被纏繞在多個(gè)齒部的每個(gè)齒部周?chē)?，并且通過(guò)從兩個(gè)電力獨(dú)立的控制器將U相位、V相位和W相位的三相電壓施加到每個(gè)線圈來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)；以及轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有多個(gè)磁體并且通過(guò)定子的轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)被轉(zhuǎn)動(dòng)。所述定子的所述齒部的磁極的數(shù)量X和所述轉(zhuǎn)子的磁體的磁極的數(shù)量Y滿足以上表達(dá)式
I。當(dāng)所述定子的所述齒部被設(shè)置為一個(gè)單位時(shí)的所述線圈的總數(shù)與所述齒部的所述磁極的數(shù)量X是相同的。根據(jù)控制器中線圈被連接的控制器，每個(gè)線圈被分類(lèi)成為群A和群B。包含在群A中的線圈的總數(shù)和包含在群B中的線圈的總數(shù)兩者都是X/2。
[0024]U相位、V相位和W相位的三相電壓從兩個(gè)獨(dú)立的控制器被施加到每個(gè)線圈，以使轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)出現(xiàn)。因而，即使當(dāng)斷線等等出現(xiàn)在包含在群A或者群B中的線圈中時(shí)，也通過(guò)包含在另一個(gè)群中的線圈產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，以使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)闆](méi)有在定子的每個(gè)齒部周?chē)p繞兩個(gè)電力獨(dú)立的線圈的必要性，所以沒(méi)有確保用于在線圈之間布置絕緣材料的空間的必要性。
[0025]發(fā)明的有益的效果
[0026]按照根據(jù)本發(fā)明的三相無(wú)刷馬達(dá)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了雙重安全，并且抑制了馬達(dá)的輸出中的減少以及成本增加。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的無(wú)刷馬達(dá)10以及控制器15和16的結(jié)構(gòu)的
示意圖。
[0028]圖2是圖解無(wú)刷馬達(dá)10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0029]圖3是定子13中的線圈23的布置圖。
[0030]圖4是線圈23的連接線圖。
[0031]圖5是圖解定子13的U相位的感應(yīng)電壓的視圖。
[0032]圖6是根據(jù)變形的線圈23的連接線圖。
[0033]圖7是當(dāng)齒部的磁極的數(shù)量X是18時(shí)的線圈23的布置圖。
[0034]圖8是當(dāng)齒部的磁極的數(shù)量X是18時(shí)的線圈23的連接線圖。
[0035]圖9是圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0036]圖10是第一分解器31的結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]在下文中，將酌情參考附圖，基于較佳實(shí)施例，詳細(xì)地描述本發(fā)明。該實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的實(shí)例，并且可以在不改變本發(fā)明的要旨的范圍中被酌情修改。
[0038][實(shí)施例1]
[0039][無(wú)刷馬達(dá)10的示意性的結(jié)構(gòu)]
[0040]圖1中圖解的無(wú)刷馬達(dá)10具有轉(zhuǎn)子11、軸12、定子13、殼體14等等。殼體14在其中容納轉(zhuǎn)子11、軸12和定子13。該無(wú)刷馬達(dá)10通過(guò)線束17和18被電連接到供應(yīng)電力的兩個(gè)控制器15和16?？刂破?5和16中的每個(gè)控制器被電連接到定子13的線圈23。從控制器15和16中的每個(gè)控制器供應(yīng)的電力被施加到每個(gè)線圈23。控制器15和16中的每個(gè)控制器供應(yīng)U相位、V相位和W相位的三相電壓。根據(jù)實(shí)施例1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)刷馬達(dá)10以及控制器15和16被構(gòu)成。
[0041]如圖1和2中圖解的，轉(zhuǎn)子11具有大致圓柱形的形狀并且被設(shè)置有十個(gè)磁體20，該十個(gè)磁體20沿著圓周方向101被均等地分隔。在轉(zhuǎn)子11中，如圖2中的平面圖觀看到的，具有圓盤(pán)形狀的多個(gè)鋼板在軸向102上被層壓，并且通過(guò)壓接而彼此結(jié)合成一體。在鋼板中，在圓周方向101上相隔一定距離形成十個(gè)穿透孔，而且圓柱形狀的磁體20被插入到該穿透孔中并且通過(guò)粘合劑等等被固定。穿透孔還形成在轉(zhuǎn)子11的中心，并且軸12被壓配合到穿透孔中。該軸12通過(guò)軸承被殼體14可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。
[0042]如圖1和2圖解的，定子13是其中線圈23被纏繞在具有大致圓柱形形狀的定子鐵芯19周?chē)囊粋€(gè)。在定子鐵芯19中，具有如圖2中的平面圖觀看到的形狀的多個(gè)鋼板在軸向102上被層壓，并且通過(guò)壓接而彼此結(jié)合成一體。定子鐵芯19具有在外周側(cè)的鐵芯軛部21，而且從鐵芯軛部12突出到氣缸中心的12個(gè)齒部22在圓周方向101上被等間隔地布置。線圈23被纏繞在每個(gè)齒部22的周?chē)?。每個(gè)線圈23僅僅電連接到控制器15和16中的任何一個(gè)控制器，而且基于從控制器15或者16給予的電力產(chǎn)生磁場(chǎng)。
[0043]如圖3中圖解的，纏繞在定子鐵芯19的齒部22的12個(gè)線圈23根據(jù)從控制器15和16施加的電壓的相位，被分類(lèi)成為U相位、V相位和W相位的三相。在圖3中，四個(gè)線圈23被分類(lèi)成為U相位，并且被標(biāo)明為Ul、U2、U3和U4。四個(gè)線圈23被分類(lèi)成為V相位，并且被標(biāo)明為Vl、V2、V3和V4。四個(gè)線圈23被分類(lèi)成為W相位，并且被標(biāo)明為Wl、W2、W3和W40
[0044]在定子13中，相位的線圈23從圖3中的12:00的位置開(kāi)始以U2、U1、W4、W3、V4、V3、U4、U3、W2、W1、V2和Vl的順序被順時(shí)針地布置。通過(guò)該布置，在U相位中，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為U2和U4的兩個(gè)線圈23中是相同的，并且感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為Ul和U3的兩個(gè)線圈23中是相同的。在標(biāo)明為U2和U4的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為Ul和U3的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為30°的相位差出現(xiàn)。
[0045]在V相位中，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為V2和V4的兩個(gè)線圈23中是相同的，并且感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為Vl和V3的兩個(gè)線圈23中是相同的。在標(biāo)明為V2和V4的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為Vl和V3的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為30°的相位差出現(xiàn)。
[0046]在W相位中，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為W2和W4的兩個(gè)線圈23中是相同的，并且感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為Wl和W3的兩個(gè)線圈23中是相同的。在標(biāo)明為W2和W4的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為Wl和W3的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為30°的相位差出現(xiàn)。
[0047]這里，在12個(gè)線圈23之中，包含連接到控制器15的六個(gè)線圈23的線圈群被設(shè)置為群A，而且包含連接到控制器16的六個(gè)線圈23的線圈群被設(shè)置為群B。群A包含構(gòu)成U1、U3、V1、V3、W1和W3的三相的六個(gè)線圈23。群B包含構(gòu)成U2、U4、V2、V4、W2和W4的三相的六個(gè)線圈23。包含在群A中的六個(gè)線圈23以及包含在群B中的六個(gè)線圈23彼此電力獨(dú)立。
[0048]如圖4中圖解的，在包含在群A中的六個(gè)線圈23中，Ul和U3被串聯(lián)連接，Vl和V3被串聯(lián)連接，Wl和W3被串聯(lián)連接，并且兩個(gè)U相位線圈23、兩個(gè)V相位線圈23、和兩個(gè)W相位線圈23被星形連接。在包含在群B中的六個(gè)線圈23中，U2和U4被串聯(lián)連接，V2和V4被串聯(lián)連接，W2和W4被串聯(lián)連接，并且兩個(gè)U相位線圈23、兩個(gè)V相位線圈23、和兩個(gè)W相位線圈23被星形連接。
[0049]圖5顯示了當(dāng)電力從控制器15和16被施加到U相位的四個(gè)線圈23 (U1、U2、U3、U4)時(shí)的感應(yīng)電壓。如圖5中的實(shí)線圖解的，包含在群A中的兩個(gè)線圈23 (U1、U3)具有相同的相位，并且包含在群B中的兩個(gè)線圈23 (U2、U4)具有相同的相位。因而，群A中的兩個(gè)線圈23和群B中的兩個(gè)線圈23的合成感應(yīng)電壓如虛線圖解的變成兩倍(200%)。當(dāng)假定線圈電角度是30°的相位差出現(xiàn)在兩個(gè)線圈23中時(shí)，如虛線圖解的，通過(guò)0.966 X 200%給予合成感應(yīng)電壓。因而，由于包含在群A中的兩個(gè)線圈23 (U1、U3)具有相同的相位并且包含在群B中的兩個(gè)線圈23 (U2、U4)具有相同的相位的事實(shí)，所以每個(gè)群中的線圈23的合成感應(yīng)電壓變成最大。
[0050][這個(gè)實(shí)施例的操作和影響]
[0051]U相位、V相位和W相位的三相電壓從兩個(gè)獨(dú)立的控制器15和16被施加到每個(gè)線圈23，以便如上所述產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)。因而，即使當(dāng)斷線等等出現(xiàn)在包含在群A或者群B中的六個(gè)線圈23中時(shí)，也通過(guò)包含在另一個(gè)群中的六個(gè)線圈23產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，以使轉(zhuǎn)子11轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)闆](méi)有在定子鐵芯19的每個(gè)齒部22周?chē)p繞兩個(gè)電力獨(dú)立的線圈的必要性，所以沒(méi)有確保用于在線圈之間布置絕緣材料的空間的必要性。
[0052]因?yàn)槿篈和群B的每個(gè)群中的相同相位的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓的相位是相同的，所以兩個(gè)線圈23的合成電壓變成最大，以使無(wú)刷馬達(dá)10的輸出提高。
[0053][變形例]
[0054]在如上所述的實(shí)施例中，在包含于群A或者群B中的六個(gè)線圈23中，相同相位的兩個(gè)線圈23被串聯(lián)連接。然而，如圖6中圖解的，相同相位的兩個(gè)線圈23可以被關(guān)聯(lián)連接。更具體地，在包含在群A中的六個(gè)線圈23中，Ul和U3被并聯(lián)連接，Vl和V3被并聯(lián)連接，Wl和W3被并聯(lián)連接，而且U相位的兩個(gè)線圈23、V相位的兩個(gè)線圈23以及W相位的兩個(gè)線圈23可以被星形連接。在包含在群B中的六個(gè)線圈23中，U2和U4被并聯(lián)連接，V2和V4被并聯(lián)連接，W2和W4被并聯(lián)連接，而且U相位的兩個(gè)線圈23、V相位的兩個(gè)線圈23以及W相位的兩個(gè)線圈23可以被星形連接。
[0055]在如上所述的實(shí)施例中，盡管無(wú)刷馬達(dá)10被配置為在轉(zhuǎn)子11處布置十個(gè)磁體20并且磁體的磁極的數(shù)量Y是10，但是即使當(dāng)無(wú)刷馬達(dá)10被配置為在轉(zhuǎn)子11處布置14個(gè)磁體并且磁體的磁極的數(shù)量Y是14時(shí)，也證實(shí)了與如上所述的實(shí)施例相同的操作和效果。
[0056]如上所述的實(shí)施例公開(kāi)了無(wú)刷馬達(dá)10，在該無(wú)刷馬達(dá)10中，定子13的齒部的磁極的數(shù)量X是12，并且轉(zhuǎn)子11的磁體的磁極的數(shù)量Y是10。然而，在本發(fā)明中，定子的齒部的磁極的數(shù)量X和轉(zhuǎn)子的磁體的磁極的數(shù)量Y可以滿足表達(dá)式I。
[0057][表達(dá)式l]X:Y=6n:6n±2(在表達(dá)式I中，η是2以上的整數(shù)。)
[0058]在這種情況下，當(dāng)定子的齒部被設(shè)置為一個(gè)單位時(shí)的線圈的總數(shù)與齒部的磁極的數(shù)量X相同。包含在群A中的線圈的總數(shù)和包含在群B中的線圈的總數(shù)兩者都是Χ/2。
[0059]因而，例如，如圖7和8圖解的，定子13的齒部的磁極的數(shù)量X可以是18。雖然在圖中沒(méi)有圖解，但是要被附接于定子13的無(wú)刷馬達(dá)10的磁體的磁極的數(shù)量Y是16或者20。[0060]在定子13中，相位的線圈23從圖7中的12:00的位置開(kāi)始以U2、U1、W6、W5、W4、V6、V5、V4、U6、U5、U4、W3、W2、Wl、V3、V2、Vl和U3的順序被順時(shí)針地布置。通過(guò)該布置，在U相位中，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為Ul和U4的兩個(gè)線圈23中是相同的，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為U2和U5的兩個(gè)線圈23中是相同的，并且感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為U3和U6的兩個(gè)線圈23中是相同的。在標(biāo)明為Ul和U4的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為U2和U5的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為20°的相位差出現(xiàn)。在標(biāo)明為U2和U5的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為U3和U6的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為20°的相位差出現(xiàn)。
[0061]在V相位中，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為Vl和V4的兩個(gè)線圈23中是相同的，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為V2和V5的兩個(gè)線圈23中是相同的，并且感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為V3和V6的兩個(gè)線圈23中是相同的。在標(biāo)明為Vl和V4的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為V2和V5的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為20°的相位差出現(xiàn)。在標(biāo)明為V2和V5的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為V3和V6的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為20°的相位差出現(xiàn)。
[0062]在W相位中，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為Wl和W4的兩個(gè)線圈23中是相同的，感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為W2和W5的兩個(gè)線圈23中是相同的，并且感應(yīng)電壓的相位在標(biāo)明為W3和W6的兩個(gè)線圈23中是相同的。在標(biāo)明為Wl和W4的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為W2和W5的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為20°的相位差出現(xiàn)。在標(biāo)明為W2和W5的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓以及標(biāo)明為W3和W6的兩個(gè)線圈23的感應(yīng)電壓之間，電角度為20°的相位差出現(xiàn)。
[0063]這里，在18個(gè)線圈23之中，包含連接到控制器15的九個(gè)線圈23的線圈群被設(shè)置為群A，而且包含連接到控制器16的九個(gè)線圈23的線圈群被設(shè)置為群B。群A包含構(gòu)成U1、U3、U5、V1、V3、V5、W1、W3 和 W5 的三相的九個(gè)線圈 23。群 B 包含構(gòu)成 U2、U4、U6、V2、V4、￥6、12、14和16的三相的九個(gè)線圈23。包含在群A中的九個(gè)線圈23以及包含在群B中的九個(gè)線圈23彼此電力獨(dú)立。
`[0064]如圖8中圖解的，在包含在群A中的九個(gè)線圈23中，U1、U3和U5被串聯(lián)連接，V1、V3和V5被串聯(lián)連接，Wl、W3和W5被串聯(lián)連接，并且三個(gè)U相位線圈23、三個(gè)V相位線圈
23、和三個(gè)W相位線圈23被星形連接。在包含在群B中的九個(gè)線圈23中，U2、U4和U6被串聯(lián)連接，V2、V4和V6被串聯(lián)連接，W2、W4和W6被串聯(lián)連接，并且三個(gè)U相位線圈23、三個(gè)V相位線圈23、和三個(gè)W相位線圈23被星形連接。
[0065]因而，即使當(dāng)無(wú)刷馬達(dá)10被配置為定子13的齒部的磁極的數(shù)量X是18時(shí)，也證實(shí)了與如上所述的實(shí)施例相同的操作和效果。
[0066][實(shí)施例2]
[0067]接下來(lái)，參考圖9和10描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。因?yàn)榛镜慕Y(jié)構(gòu)與圖1的通用，所以用相同的參考數(shù)字標(biāo)注與圖1的那些通用的組成部件，省略它們的詳細(xì)說(shuō)明并且描述集中在差異上。
[0068]如圖9圖解的，根據(jù)實(shí)施例2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與實(shí)施例1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的不同之處在于，該無(wú)刷馬達(dá)10進(jìn)一步具有第一分解器31 (第一傳感器)和第二分解器32 (第二傳感器)。第一分解器31和第二分解器32是根據(jù)軸12 (轉(zhuǎn)子軸)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度輸出電信號(hào)的傳感器。根據(jù)實(shí)施例2的傳感器部分由兩個(gè)傳感器構(gòu)成。
[0069]如圖10圖解的，第一分解器31具有分解器轉(zhuǎn)子49和分解器定子48，分解器定子48具有分解器齒部44、定子本體45和傳感線圈46。在這個(gè)實(shí)施例2中的第一分解器31是所謂的可變磁阻型分解器，其中，繞組沒(méi)有被纏繞在分解器轉(zhuǎn)子49周?chē)?br>
[0070]定子本體45被配置為具有大致圓柱形的形狀，其中，八個(gè)分解器齒部44在直徑方向上從內(nèi)周表面突出到內(nèi)側(cè)。因而，八個(gè)分解器齒部44以環(huán)形的形狀被布置。通過(guò)將預(yù)定厚度的鋼板按壓成為如圖10中的平面圖所觀看到的形狀，例如，層壓多個(gè)鋼板，然后通過(guò)壓接等等一體地固定鋼板，獲得該定子本體45。分解器齒部44的數(shù)量不局限于八個(gè)。例如，定子本體45可以具有十個(gè)分解器齒部44。分解器齒部44的數(shù)量例如根據(jù)分解器轉(zhuǎn)子49的凸極數(shù)量被酌情改變。
[0071]激勵(lì)線圈41 (激勵(lì)線圈)、第一線圈42 (第一輸出繞組)、以及第二線圈43 (第二輸出繞組)在預(yù)定的繞組方向上被纏繞在定子本體45的每個(gè)分解器齒部44周?chē)?。因而，傳感線圈46被構(gòu)成在定子本體45中。第一線圈42和第二線圈43以相位變化90°的方式被纏繞在每個(gè)分解器齒部44周?chē)?。?duì)于激勵(lì)線圈41、第一線圈42和第二線圈43的繞組，例如使用飛輪型或者噴嘴型繞線機(jī)。在圖10中，激勵(lì)線圈41、第一線圈42和第二線圈43全部被圖解為傳感線圈46。
[0072]分解器轉(zhuǎn)子49被布置在八個(gè)分解器齒部44之內(nèi)，八個(gè)分解器齒部44被設(shè)置在分解器定子48中。更具體地，分解器轉(zhuǎn)子49和八個(gè)分解器齒部44在分解器定子48的直徑方向上，以預(yù)定的間隔彼此面對(duì)。分解器轉(zhuǎn)子49被同軸地固定到無(wú)刷馬達(dá)10的軸12。更具體地，分解器轉(zhuǎn)子49被配置為可與軸12 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0073]通過(guò)層壓具有如平面圖中所觀看到的大致橢圓形狀的多個(gè)鋼板，然后通過(guò)壓接等等固定該鋼板，來(lái)獲得分解器轉(zhuǎn)子49。分解器轉(zhuǎn)子49的外周被形成為其中分解器轉(zhuǎn)子49和分解器定子48之間的空隙磁導(dǎo)以相對(duì)于分解器轉(zhuǎn)子49的轉(zhuǎn)動(dòng)方向中的角度Θ的正弦波的形式而變化的形狀。在這個(gè)實(shí)施例2中，雖然分解器轉(zhuǎn)子49在外部形狀的兩個(gè)位置處被設(shè)置有凸極，但是凸極的數(shù)量不局限于兩個(gè)。例如，可以在分解器轉(zhuǎn)子49的外部形狀的三個(gè)位置處形成凸極。
[0074]如上所述的結(jié)構(gòu)的第一分解器31通過(guò)線束33和35被電連接到控制器15 (第一控制器)。更詳細(xì)地，控制器15通過(guò)線束33將激勵(lì)電壓施加到激勵(lì)線圈41。當(dāng)轉(zhuǎn)子12在這個(gè)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從第一線圈42輸出SIN輸出電壓，以及從第二線圈42輸出COS輸出電壓。輸出電壓通過(guò)線束35被傳輸?shù)娇刂破?5?？刂破?5基于通過(guò)線束35從第一分解器31獲取的SIN輸出電壓和COS輸出電壓來(lái)檢測(cè)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ。
[0075]因?yàn)榈诙纸馄?2的結(jié)構(gòu)通用于第一分解器31的結(jié)構(gòu)，所以省略重復(fù)的描述。第二分解器32通過(guò)線束34和36被電連接到控制器16 (第二控制器)。更詳細(xì)地，激勵(lì)電壓通過(guò)線束34從控制器16被施加到第二分解器32的激勵(lì)線圈，并且隨著轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)動(dòng)，SIN輸出電壓和COS輸出電壓通過(guò)線束36從第一線圈和第二線圈被輸出到控制器16。更具體地，第一分解器31和第二分解器32具有相同的結(jié)構(gòu)和相同的操作，并且在連接分解器的控制器，即，控制器15或者控制器16上是不同的。
[0076]在如上所述結(jié)構(gòu)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，類(lèi)似于實(shí)施例1，U相位、V相位和W相位的三相電壓從控制器15被提供給屬于群A的線圈23，并且U相位、V相位和W相位的三相電壓從控制器16被提供給屬于群B的線圈23。
[0077]這里，當(dāng)無(wú)刷馬達(dá)10中沒(méi)有異常時(shí)(例如，當(dāng)在屬于群A和群B的所有線圈23、線束17和18等等中沒(méi)有出現(xiàn)斷線時(shí))，從控制器15和16施加到屬于群A和群B的線圈23的三相電壓通過(guò)未圖解的控制電路被同步。然而，在控制器15和16之間，并不進(jìn)行用于使施加到線圈23的電壓同步的信息交換，而且控制器15和16彼此獨(dú)立地進(jìn)行操作。
[0078]當(dāng)在傳感器部分中沒(méi)有異常時(shí)(例如，當(dāng)在傳感線圈46、線束33到36等等中沒(méi)有出現(xiàn)斷線時(shí))，控制器15和16基于分別從第一分解器31和第二分解器32獲取的輸出電壓，檢測(cè)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ。在這種情況下，由控制器15和16檢測(cè)到的軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ偏移了相鄰線圈23的電角度的相位差。更具體地，在圖3的實(shí)例中，由控制器15和16檢測(cè)到的軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ偏移30°，并且在圖7的實(shí)例中，由控制器15和16檢測(cè)到的軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ偏移20°。
[0079]另一方面，當(dāng)斷線等等出現(xiàn)在屬于群A的線圈23或者線束17中時(shí)，控制器15不能將三相電壓施加到屬于群A的線圈23。然而，通過(guò)控制器16將三相電壓施加到屬于群B的線圈23，可以轉(zhuǎn)動(dòng)軸12。雖然在這種情況下的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩不如從控制器15和16兩者施加的三相電壓，但是即使當(dāng)異常出現(xiàn)在從控制器15到屬于群A的線圈23的系統(tǒng)中時(shí)，也可以轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)刷馬達(dá)10。即使當(dāng)異常出現(xiàn)在從控制器16到屬于群B的線圈23的系統(tǒng)中時(shí)，類(lèi)似于如上所述的，也可以通過(guò)控制器15將三相電壓施加到屬于群A的線圈23來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸12。
[0080]更具體地，控制器16可以通過(guò)將三相電壓施加到屬于群B的線圈23來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，而不管從控制器15到屬于群A的線圈23的系統(tǒng)是否進(jìn)行操作。類(lèi)似地，控制器15可以通過(guò)將三相電壓施加到屬于群A的線圈23來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，而不管從控制器16到屬于群A的線圈23的系統(tǒng)是否進(jìn)行操作。更具體地，控制器15和16可以將三相電壓施加到相應(yīng)的線圈23，而不管另一個(gè)控制器是否將三相電壓施加到相應(yīng)的線圈23?？梢哉f(shuō)，控制器15和16電力獨(dú)立于無(wú)刷馬達(dá)10的驅(qū)動(dòng)。
[0081]當(dāng)斷線等等出現(xiàn)在第一分解器31的傳感線圈46或者線束33和35中時(shí)，控制器15不能檢測(cè)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ。然而，控制器16可以基于從第二分解器32輸出的電信號(hào)，來(lái)檢測(cè)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ。更具體地，即使當(dāng)異常出現(xiàn)在從第一分解器31到控制器15的系統(tǒng)中，整個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以適當(dāng)?shù)孬@取軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ。即使當(dāng)異常出現(xiàn)在從第二分解器32到控制器16的系統(tǒng)中，類(lèi)似于如上所述的，在控制器15中也可以基于從第一分解器31輸出的電信號(hào),來(lái)檢測(cè)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ。
[0082]更具體地，控制器16可以從第二分解器32獲取軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，而不管從第一分解器31到控制器15的系統(tǒng)是否進(jìn)行操作。更具體地，控制器15可以從第一分解器31獲取軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，而不管從第二分解器32到控制器16的系統(tǒng)是否進(jìn)行操作。更具體地，控制器15和16可以從相應(yīng)的分解器獲取軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，而不管另一個(gè)控制器是否從相應(yīng)的分解器獲取轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ?？梢哉f(shuō)，控制器15和16在從傳感器部分獲取軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ中是電力獨(dú)立的。
[0083]因而，在根據(jù)實(shí)施例2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)刷馬達(dá)10的系統(tǒng)和檢測(cè)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ的系統(tǒng)兩者是雙重的，并且每個(gè)系統(tǒng)被配置以可獨(dú)立地操作。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)雙重安全系統(tǒng)，在該雙重安全系統(tǒng)，即使當(dāng)異常出現(xiàn)在一個(gè)系統(tǒng)中時(shí)，另一個(gè)系統(tǒng)也可以繼續(xù)操作。[0084]雖然實(shí)施例2描述了傳感器部分被雙重化的結(jié)構(gòu)，但是第一分解器31和第二分解器32中的任何一個(gè)可以被省略。例如，當(dāng)省略第二分解器32時(shí)，第一分解器31可以從控制器15 (或者未圖解的振蕩器)接收激勵(lì)電壓的供應(yīng)，并且可以輸出SIN輸出電壓和COS輸出電壓到控制器15和16兩者。
[0085]參考符號(hào)列表
[0086]10 無(wú)刷馬達(dá)
[0087]11 轉(zhuǎn)子
[0088]12 軸
[0089]13 定子
[0090]15，16 控制器
[0091]20 磁體
[0092]22 齒部
[0093]23 線圈
[0094]31 第一分解器
[0095]32 第二分解器
[0096]41 激勵(lì)線圈
[0097]42 第一線圈
[0098]43 第二線圈
[0099]44 分解器齒部
[0100]48 分解器定子
[0101]49 分解器轉(zhuǎn)子。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 馬達(dá)，所述馬達(dá)具有分類(lèi)成為群A和群B的多個(gè)線圈、具有多個(gè)齒部的定子、被設(shè)置在所述定子之內(nèi)并且在軸向上延伸的轉(zhuǎn)子軸、以及從外部安裝至所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子，分類(lèi)成為所述群A和所述群B的任何一個(gè)所述線圈被纏繞在所述多個(gè)齒部中的每個(gè)齒部周?chē)?，并且所述多個(gè)齒部以環(huán)形的形狀被布置； 第一控制器，所述第一控制器將U相位、V相位和W相位的三相電壓施加到分類(lèi)進(jìn)所述群A的每個(gè)線圈； 第二控制器，所述第二控制器將所述三相電壓施加到分類(lèi)進(jìn)所述群B的每個(gè)線圈；以及 傳感器部分，所述傳感器部分根據(jù)所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，輸出電信號(hào)到所述第一控制器和所述第二控制器， 所述定子的所述齒部的磁極的數(shù)量X和所述轉(zhuǎn)子的磁體的磁極的數(shù)量Y滿足表達(dá)式1，當(dāng)所述定子的所述齒部被設(shè)置為一個(gè)單位時(shí)的所述線圈的總數(shù)與所述齒部的所述磁極的數(shù)量X是相同的， 包含在所述群A中的所述線圈的總數(shù)和包含在所述群B中的所述線圈的總數(shù)兩者都是X/2， 所述第一控制器和所述第二控制器將所述三相電壓施加到所述相應(yīng)的線圈，而不管另一個(gè)控制器是否將所述三相電壓施加到所述線圈， 所述群A和所述群B的每個(gè)群中的每個(gè)線圈的感應(yīng)電壓構(gòu)成三相，并且每個(gè)所述群中的相同相位的每個(gè)線圈的感應(yīng)電壓的相位是相同的，并且 在包含在所述群A中的每個(gè)線圈的感應(yīng)電壓和包含在所述群B中的每個(gè)線圈的感應(yīng)電壓之間有相位差， 表達(dá)式I X:Y=6n:6n±2, 其中，η是2以上的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述傳感器部分具有第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器和所述第二傳感器各自具有分解器定子和分解器轉(zhuǎn)子，所述分解器定子具有多個(gè)分解器齒部，激勵(lì)繞組、第一輸出繞組和第二輸出繞組被纏繞在所述多個(gè)分解器齒部中的每個(gè)分解器齒部周?chē)?，并且所述多個(gè)分解器齒部以環(huán)形的形狀被布置，所述分解器轉(zhuǎn)子被設(shè)置在所述分解器定子之內(nèi)，并且與所述轉(zhuǎn)子軸一體地轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述第一控制器將激勵(lì)電壓施加到所述第一傳感器的所述激勵(lì)繞組，并且基于所述第一傳感器的所述第一輸出繞組和所述第二輸出繞組的輸出電壓的組合，來(lái)檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以及 所述第二控制器將激勵(lì)電壓施加到所述第二傳感器的所述激勵(lì)線圈，并且基于所述第二傳感器的所述第一輸出繞組和所述第二輸出繞組的輸出電壓的組合，來(lái)檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
3.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述齒部的所述磁極的數(shù)量X是12，并且所述磁體的所述磁極的數(shù)量Y是10或者14。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK103516265SQ201310262586
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】木梨好一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社一宮電機(jī)