本發(fā)明涉及永磁體型雙三相電動機(duplexmotor)以及具備該永磁體型雙三相電動機的電動助力轉向裝置。
背景技術:
現(xiàn)有的永磁體型雙三相電動機中,若一個系統(tǒng)發(fā)生故障,則使正常側的系統(tǒng)的驅動電流增加,對因故障側的系統(tǒng)所引起的轉矩下降進行補償(例如,參照專利文獻1)。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2011-78221號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的技術問題
在現(xiàn)有的永磁體型雙三相電動機中,若一個系統(tǒng)發(fā)生故障,則使正常側的系統(tǒng)的驅動電流增加,因此作用于使構成轉子的磁極的永磁體消磁的方向的磁場增加。因此,存在永磁體消磁且電動機性能下降的問題。
為了避免上述問題,考慮設計成即使流過為正常時兩倍的驅動電流,永磁體也不會消磁。在此情況下,在正常時一半能力的狀態(tài)下進行運轉,為了生成必要的轉矩,會產(chǎn)生電動機的尺寸單純地變?yōu)?倍這一新問題。
本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的,其目的在于提供一種永磁體型雙三相電動機以及具備該永磁體型雙三相電動機的電動助力轉向裝置,該永磁體型雙三相電動機中,電動機尺寸不會大幅度地變大,在一個系統(tǒng)發(fā)生故障時,能夠抑制因驅動電流的增加而引起的永磁體的退磁,并能夠確保與正常時相同的電動機性能。
解決技術問題所采用的技術方案
本發(fā)明的永磁體型雙三相電動機具有:轉子,該轉子沿著圓周方向排列有永磁體;定子,該定子具有由第1三相繞組和第2三相繞組構成的定子線圈;第1逆變器電路,該第1逆變器電路向所述第1三相繞組提供驅動電流;第2逆變器電路,該第2逆變器電路向所述第2三相繞組提供驅動電流;以及控制裝置,該控制裝置對所述第1逆變器電路和所述第2逆變器電路的動作進行控制,所述控制裝置構成為在所述第1逆變器電路和所述第2逆變器電路中的一個發(fā)生故障時,停止發(fā)生故障的逆變器電路的動作,并控制正常的逆變器電路的動作,使由所述正常的逆變器電路所提供的驅動電流增加,所述第1三相繞組和所述第2三相繞組構成為在從所述正常的逆變器電路提供了增加后的所述驅動電流時,作用于使所述永磁體消磁的方向的磁場與正常時作用于使所述永磁體消磁的方向的磁場相同。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,控制裝置在第1逆變器電路和第2逆變器電路中的一個發(fā)生故障時,停止發(fā)生了故障的逆變器電路的動作,并控制正常的逆變器電路的動作,使由正常的逆變器電路提供的驅動電流增加,因此,即使第1逆變器電路和第2逆變器電路中的一個發(fā)生故障,也能夠確保必要的轉矩。另外,第1三相繞組和第2三相繞組構成為在從正常的逆變器電路提供了增加后的驅動電流時,作用于使永磁體消磁的方向的磁場與正常時作用于使永磁體消磁的方向的磁場相同,因此,即使從正常的逆變器電路提供了增加后的驅動電流,也能夠避免永磁體的消磁。由此,不會增大電動機尺寸,且在一個系統(tǒng)發(fā)生故障時,能夠確保與正常時相同的電動機性能。
附圖說明
圖1是示出了本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的橫向剖視圖。
圖2是示出了適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的橫向剖視圖。
圖3是示出了適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的展開圖。
圖4是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第1三相繞組的展開圖。
圖5是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第2三相繞組的展開圖。
圖6是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u1相繞組和u2相繞組的展開圖。
圖7是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u1相繞組的展開圖。
圖8是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u2相繞組的展開圖。
圖9是說明構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u1相繞組和u2相繞組的單位線圈的重疊狀態(tài)的主要部分展開圖。
圖10是示出了本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的電路圖。
圖11是示出了本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的橫向剖視圖。
圖12是示出了適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的橫向剖視圖。
圖13是示出了適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的展開圖。
圖14是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第1三相繞組的展開圖。
圖15是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第2三相繞組的展開圖。
圖16是示出了本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的電路圖。
具體實施方式
實施方式1.
圖1是示出了本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的橫向剖視圖,圖2是示出了適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的橫向剖視圖。此處,橫向剖視圖是表示與轉子的轉軸的軸心垂直的平面的圖。另外,圖2中,定子鐵芯的內周側所記載的1至48這些數(shù)字是按照順時針依次對排列在圓周方向上的槽所附加的槽編號。
在圖1及圖2中,永磁體型雙三相電動機100具有轉子1和定子5,該轉子1固定于插入軸心位置的轉軸2,且以可旋轉的方式被保持于殼體(未圖示),該定子5與轉子1同軸地配置并被保持于殼體以使其圍繞轉子1。另外,構成磁極的永磁體3在轉子1的外周面上以在圓周方向隔開等角間距的方式配置有8個。定子5包括:將電磁鋼板層疊為一體來制作,齒部6b分別從圓環(huán)狀的鐵芯背部6a向著徑向內側突出且在圓周方向以等角間距的方式排列有48個的定子鐵芯6、以及安裝于定子鐵芯6的定子線圈7。另外,槽6c形成在鐵芯背部6a和相鄰的齒部6b之間。由此構成的永磁體型雙三相電動機100是8極48槽的電動機,1個槽間距相當于30度電角度。
接著,參照圖3至圖9來說明定子線圈7的結構。圖3是示出了適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的展開圖,圖4是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第1三相繞組的展開圖,圖5是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第2三相繞組的展開圖,圖6是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u1相繞組和u2相繞組的展開圖,圖7是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u1相繞組的展開圖,圖8是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u2相繞組的展開圖,圖9是說明構成適用于本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的u1相繞組和u2相繞組的單位線圈的重疊狀態(tài)的主要部分展開圖。另外,在各圖中,繞組的下部所附加的1至48這些數(shù)字是槽編號。
定子線圈7如圖3至圖5所示,具有對u1相繞組11、v1相繞組12及w1相繞組13進行y形接線而成的第1三相繞組10以及對u2相繞組21、v2相繞組22及w2相繞組23進行y形接線而成的第2三相繞組20。
首先,說明u1相繞組11的繞組結構。
如圖7所示,導體線8從定子鐵芯6的軸向一端側插入至1號槽6c且從定子鐵芯6的軸向另一端側被引出,接著從定子鐵芯6的軸向另一端側插入至7號槽6c且從定子鐵芯6的軸向一端側被引出,然后從定子鐵芯6的軸向一端側插入至1號槽6c且從定子鐵芯6的軸向另一端側被引出,然后從定子鐵芯6的軸向另一端側插入至7號槽6c且從定子鐵芯6的軸向一端側被引出。
對于從7號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8,以同樣的方式卷繞至13號和19號的一對槽6c,接著以同樣的方式卷繞至25號和31號的一對槽6c,然后以同樣的方式卷繞至37號和43號的一對槽6c,最后從43號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側。
對于從43號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8,以同樣的方式卷繞至37號和31號的一對槽6c,接著以同樣的方式卷繞至25號和19號的一對槽6c,然后以同樣的方式卷繞至13號和7號的一對槽6c,最后以同樣的方式卷繞至1號和43號的一對槽6c,并從43號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側,從而構成u1相繞組11。
由此構成的u1相繞組11是分布式繞組的重疊卷繞繞組,該分布式繞組是在槽編號為(1+6n)號(此處,n為0以上且7以下的整數(shù))的槽6c的組中卷繞導體線8而構成的。u1相繞組11以6槽間距、即電角度180度間距的方式卷繞而成,成為整距繞組。而且,從1號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8的端部成為u1相繞組11的引接線,從43號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8的端部成為u1相繞組11的中性點接線部。此外,如圖9所示,例如將導體線8卷繞至1號和7號的一對槽6c、即隔開6槽間距的一對槽6c來制作的繞組成為單位線圈9。u1相繞組11通過串聯(lián)連接8個單位線圈9來構成。另外,如圖2所示,4個導體線8在槽6c內沿徑向排成一列且隔著絕緣紙(未圖示)被收納。
接著,說明u2相繞組21的繞組結構。
如圖8所示,導體線8從定子鐵芯6的軸向一端側插入至26號槽6c且從定子鐵芯6的軸向另一端側被引出,接著從定子鐵芯6的軸向另一端側插入至32號槽6c且從定子鐵芯6的軸向一端側被引出,然后從定子鐵芯6的軸向一端側插入至26號槽6c且從定子鐵芯6的軸向另一端側被引出,最后從定子鐵芯6的軸向另一端側插入至32號槽6c且從定子鐵芯6的軸向一端側被引出。
對于從32號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8,以同樣的方式卷繞至38號和44號的一對槽6c,接著以同樣的方式卷繞至2號和8號的一對槽6c,然后以同樣的方式卷繞至14號和20號的槽6c,最后從20號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側。
對于從20號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8,以同樣的方式卷繞至14號和8號的一對槽6c,接著以同樣的方式卷繞至2號和44號的一對槽6c,然后以同樣的方式卷繞至38號和32號的一對槽6c,最后以同樣的方式卷繞至26號和20號的一對槽6c,并從20號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側,來構成u2相繞組21。
由此構成的u2相繞組21是分布式繞組的重疊卷繞繞組,該分布式繞組是在槽編號為(2+6n)號(此處,n為0以上且7以下的整數(shù))的槽6c的組中卷繞導體線8而構成的。u2相繞組21以6槽間距、即電角度180度間距的方式卷繞而成,成為整距繞組。而且,從26號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8的端部成為u2相繞組21的引接線,從20號槽6c被引出至定子鐵芯6的軸向一端側的導體線8的端部成為u2相繞組21的中性點接線部。此外,如圖9所示,例如將導體線8卷繞至2號和8號的一對槽6c、即隔開6槽間距的一對槽6c來制作的繞組成為單位線圈9。u2相繞組21通過串聯(lián)連接8個單位線圈9來構成。
u1相繞組11和u2相繞組21如圖6所示,是卷繞安裝至電角度相差30度的槽6c的組的同相繞組。另外,u1相繞組11和u2相繞組21的單位線圈9如圖9所示,單位線圈9的槽間距即6個槽6c之中有5個槽6c重疊。即,卷繞同相的單位線圈9的槽6c之間的圓周方向區(qū)域大致重疊。
此處,v1相繞組12、v2相繞組22、w1相繞組13及w2相繞組23的繞組結構與u1相繞組11及u2相繞組21的繞組結構相同,因此,此處省略其說明。另外,v1相繞組12是在槽編號為(5+6n)號(此處,n為0以上且7以下的整數(shù))的槽6c的組中卷繞導體線8而構成的,v2相繞組22是在槽編號為(6+6n)號(此處,n為0以上且7以下的整數(shù))的槽6c的組中卷繞導體線8而構成的。另外,w1相繞組13是在槽編號為(3+6n)號(此處,n為0以上且7以下的整數(shù))的槽6c的組中卷繞導體線8而構成的,w2相繞組23是在槽編號為(4+6n)號(此處,n為0以上且7以下的整數(shù))的槽6c的組中卷繞導體線8而構成的。
另外,第1三相繞組10如圖4所示,通過將u1相繞組11、v1相繞組12及w1相繞組13的中性點接線部彼此連接來構成。另外,第2三相繞組20如圖5所示,通過將u2相繞組21、v2相繞組22及w2相繞組23的中性點接線部彼此連接來構成。由此構成的第1三相繞組10和第2三相繞組20被配置成電角度具有30度相位差。
接著,參照圖10對永磁體型雙三相電動機100的驅動控制部的結構進行說明。另外,圖10是示出了本發(fā)明實施方式1所涉及的永磁體型雙三相電動機的電路圖。
永磁體型雙三相電動機100具有驅動控制部,該驅動控制部由第1逆變器電路30、第2逆變器電路40、電容器50、電池51、作為控制裝置的微機52、第1驅動電路53以及第2驅動電路54等構成。
第1逆變器電路30通過橋接6個開關元件31~36來構成。開關元件31~36可使用mosfet、igbt等半導體開關元件,但此處使用mosfet。
3個開關元件31~33的漏極連接至電源側。開關元件31~33的源極分別連接至開關元件34~36的漏極。開關元件34~36的源極連接至接地側。開關元件31、34的連接點連接至u1相繞組11的引接線。開關元件32、35的連接點連接至w1相繞組13的引接線。開關元件33、36的連接點連接至v1相繞組12的引接線。
第2逆變器電路40通過橋接6個開關元件41~46來構成。開關元件41~46可使用mosfet、igbt等半導體開關元件,但此處使用mosfet。
3個開關元件41~43的漏極連接至電源側。開關元件41~43的源極分別連接至開關元件44~46的漏極。開關元件44~46的源極連接至接地側。開關元件41、44的連接點連接至u2相繞組21的引接線。開關元件42、45的連接點連接至w2相繞組23的引接線。開關元件43、46的連接點連接至v2相繞組22的引接線。
電容器50保持對開關元件31~36、41~46的供電,并除去浪涌電流等噪聲分量。第1驅動電路53對第1逆變器電路30的開關元件31~36進行導通、截止。第2驅動電路54對第2逆變器電路40的開關元件41~46進行導通、截止。微機52經(jīng)由第1驅動電路53和第2驅動電路54來控制開關元件31~36、41~46的導通和截止,并控制流通至u1相繞組11、u2相繞組21、v1相繞組12、v2相繞組22、w1相繞組13及w2相繞組23的驅動電流。由此,永磁體型雙三相電動機100中準備有二個系統(tǒng),即由第1三相繞組10、第1逆變器電路30及第1驅動電路53構成的第1系統(tǒng),以及由第2三相繞組20、第2逆變器電路40及第2驅動電路54構成的第2系統(tǒng)。
由此構成的永磁體型雙三相電動機100中,將電池51的直流電提供至開關元件31~33、41~43的漏極。另外,利用微機52來控制開關元件31~36、41~46的導通和截止,從而將電池51的直流電轉換成交流電,并提供至第1三相繞組10和第2三相繞組20。由此,向轉子1的永磁體3提供旋轉磁場,來對轉子1進行旋轉驅動。此處,由于在由第1逆變器電路30提供至第1三相繞組10的驅動電流與由第2逆變器電路40提供至第2三相繞組20的驅動電流之間,電角度存在30度的相位差,因此,因永磁體3的磁動勢(magnetomotiveforce)的5次諧波和7次諧波、定子5的磁動勢的5次諧波和7次諧波、以及驅動電流的5次諧波和7次諧波而產(chǎn)生電角度6次的轉矩波紋(torqueripple)在第1系統(tǒng)和第2系統(tǒng)中相互抵消并減小。
此處,微機52例如在檢測出第2系統(tǒng)的故障時,使第2驅動電路54的驅動停止,將提供至第2三相繞組20的驅動電流設為0。由此,由第2系統(tǒng)產(chǎn)生的轉矩變?yōu)?,電動機整體的輸出轉矩變?yōu)檎r的1/2。因此,微機52在使第2驅動電路54的驅動停止的同時,經(jīng)由第1驅動電路53來控制第1逆變器電路30的開關元件31~36的導通和截止,從而使提供至第1三相繞組10的驅動電流變?yōu)檎r的2倍。由此,由第1系統(tǒng)產(chǎn)生的轉矩變?yōu)檎r的2倍,對原本應由第2系統(tǒng)產(chǎn)生的轉矩進行補償,從而使得電動機整體的輸出轉矩與正常時沒有區(qū)別。由此,在1個系統(tǒng)發(fā)生故障時,能夠確保與正常時相同的電動機性能。
此時,由于提供至第1系統(tǒng)的第1三相繞組10的驅動電流變?yōu)檎r的2倍,因此,第1三相繞組10的磁動勢也變?yōu)檎r的2倍。在永磁體型雙三相電動機100中,第1三相繞組10和第2三相繞組20的同相的相繞組彼此的單位線圈9、例如u1相繞組11和u2相繞組21的單位線圈9如圖9所示,被配置成6個槽間距間有5個槽6c重疊。因此,即使將第2系統(tǒng)的驅動電流設為0且將第1系統(tǒng)的驅動電流設為2倍,在單位線圈9重疊的5個槽6c的部分,繞組的磁動勢也與正常時相同。因此,由于作用于永磁體3的磁場也與正常時相同,從而能夠避免永磁體3的消磁,所以能夠抑制因永磁體3的消磁而造成的電動機性能的下降。由此,在保持與通常的設計大致相同的電動機尺寸且不使永磁體3消磁的情況下,當一個系統(tǒng)發(fā)生故障時,能夠將正常的系統(tǒng)的驅動電流設為2倍。
具有上述特性的永磁體型雙三相電動機100適用于重視小型化和可靠性的電動助力轉向裝置。
另外,在上述實施方式1中,說明了8極48槽的永磁體型雙三相電動機,但是永磁體型雙三相電動機的極數(shù)和槽數(shù)的組合并不限于此。
實施方式2.
圖11是示出了本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的橫向剖視圖,圖12是示出了適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的橫向剖視圖。另外,圖12中,定子鐵芯的內周側所記載的1至12這些數(shù)字是按照順時針依次對排列在圓周方向上的齒部所附加的齒部編號。
在圖11及圖12中,永磁體型雙三相電動機101具有轉子61和定子65,該轉子61固定于插入軸心位置的轉軸62,且以可旋轉的方式被保持于殼體(未圖示),該定子65與轉子61同軸地配置并被保持于殼體以使其圍繞轉子61。另外,構成磁極的永磁體63在轉子61的外周面上以在圓周方向隔開等角間距的方式配置有10個。定子65包括:通過將電磁鋼板層疊為一體來制作,齒部66b分別從圓環(huán)狀的鐵芯背部66a向著徑向內側突出且在圓周方向以等角間距的方式排列有12個的定子鐵芯66、以及安裝于定子鐵芯66的定子線圈67。另外,槽66c形成在鐵芯背部66a和相鄰的齒部66b之間。由此構成的永磁體型雙三相電動機101是10極12槽的電動機。
接著,參照圖13至圖15來說明定子線圈67的結構。圖13是示出了適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的展開圖,圖14是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第1三相繞組的展開圖,圖15是示出了構成適用于本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的定子的定子線圈的第2三相繞組的展開圖。另外,在各圖中,齒部66b的下部所附加的1至12這些數(shù)字是齒部編號。
定子線圈7如圖13、圖14及圖15所示,具有對u1相繞組71、v1相繞組72及w1相繞組73進行三角形連接而成的第1三相繞組70、以及對u2相繞組81、v2相繞組82及w2相繞組83進行三角形連接而成的第2三相繞組80。
首先,參照圖14來說明第1三相繞組70的繞組結構。
導體線68隔著絕緣體(未圖示)在1號齒部66b的根部側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在2號齒部66b的根部側卷繞三匝。由此,卷繞在1號齒部66b和2號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,不同的導體線68隔著絕緣體在7號齒部66b的根部側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在8號齒部66b的根部側卷繞三匝。由此,卷繞在7號齒部66b和8號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,對卷繞在1號齒部66b和2號齒部66b的導體線68與卷繞在7號齒部66b和8號齒部66b的導體線68進行并聯(lián)連接。由此,對于4個集中式繞組線圈69,以2串聯(lián)2并聯(lián)的連接方式來制作u1相繞組71。
接著,導體線68隔著絕緣體在4號齒部66b的根部側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在3號齒部66b的根部側卷繞三匝。由此,卷繞在4號齒部66b和3號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,不同的導體線68隔著絕緣體在10號齒部66b的根部側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在9號齒部66b的根部側卷繞三匝。由此,卷繞在10號齒部66b和9號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,對卷繞在4號齒部66b和3號齒部66b的導體線68與卷繞在10號齒部66b和9號齒部66b的導體線68進行并聯(lián)連接。由此,對于4個集中繞組線圈69,以2串聯(lián)2并聯(lián)的連接方式來制作v1相繞組72。
接著,導體線68隔著絕緣體在5號齒部66b的根部側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在6號齒部66b的根部側卷繞三匝。由此,卷繞在5號齒部66b和6號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,不同的導體線68隔著絕緣體在11號齒部66b的根部側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在12號齒部66b的根部側卷繞三匝。由此,卷繞在11號齒部66b和12號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,對卷繞在5號齒部66b和6號齒部66b的導體線68與卷繞在11號齒部66b和12號齒部66b的導體線68進行并聯(lián)連接。由此,對于4個集中式繞組線圈69,以2串聯(lián)2并聯(lián)的連接方式來制作w1相繞組73。
接著,連接u1相繞組71的一端和w1相繞組73的另一端,連接w1相繞組73的一端和v1相繞組72的另一端,連接v1相繞組72的一端和u1相繞組71的另一端,從而制成對u1相繞組71、v1相繞組72及w1相繞組73進行三角形連接而成第1三相繞組70。
然后,參照圖15來說明第2三相繞組80的繞組結構。
導體線68隔著絕緣體(未圖示)在8號齒部66b的前端側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在7號齒部66b的前端側卷繞三匝。由此,卷繞在8號齒部66b和7號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,不同的導體線68隔著絕緣體在2號齒部66b的前端側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在1號齒部66b的前端側卷繞三匝。由此,卷繞在2號齒部66b和1號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,對卷繞在8號齒部66b和7號齒部66b的導體線68與卷繞在2號齒部66b和1號齒部66b的導體線68進行并聯(lián)連接。由此,對于4個集中繞組線圈69,以2串聯(lián)2并聯(lián)的連接方式來制作u2相繞組81。
接著,導體線68隔著絕緣體在9號齒部66b的前端側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在10號齒部66b的前端側卷繞三匝。由此,卷繞在9號齒部66b和10號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,不同的導體線68隔著絕緣體在3號齒部66b的前端側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在4號齒部66b的前端側卷繞三匝。由此,卷繞在3號齒部66b和4號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,對卷繞在9號齒部66b和10號齒部66b的導體線68與卷繞在3號齒部66b和4號齒部66b的導體線68進行并聯(lián)連接。由此,對于4個集中繞組線圈69,以2串聯(lián)2并聯(lián)的連接方式來制作v2相繞組82。
接著,導體線68隔著絕緣體在12號齒部66b的前端側卷繞三匝之后,接著隔著絕緣體在11號齒部66b的前端側卷繞三匝。由此,卷繞在12號齒部66b和11號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,不同的導體線68隔著絕緣體在6號齒部66b的前端側卷繞三匝之后,接著在5號齒部66b的前端側卷繞三匝。由此,卷繞在6號齒部66b和5號齒部66b的2個集中式繞組線圈串聯(lián)連接。接著,對卷繞在12號齒部66b和11號齒部66b的導體線68與卷繞在6號齒部66b和5號齒部66b的導體線68進行并聯(lián)連接。由此,對于4個集中式繞組線圈69,以2串聯(lián)2并聯(lián)的連接方式來制作w2相繞組83。
接著,連接u2相繞組81的一端和w2相繞組83的另一端,連接w2相繞組83的一端和v2相繞組82的另一端,連接v2相繞組82的一端和u2相繞組81的另一端,從而制成對u2相繞組81、v2相繞組82及w2相繞組83進行三角形連接而成的第2三相繞組80。
對于分別在1號、2號、7號和8號齒部66b卷繞導體線68制作而成的集中式繞組線圈69,以2串聯(lián)2并聯(lián)的連接方式來分別構成u1相繞組71和u2相繞組81。因此,同相的相繞組即u1相繞組71和u2相繞組81的集中式繞組線圈69卷繞于相同齒部66b。另外,同相的相繞組即v1相繞組72和v2相繞組72的集中式繞組線圈69也卷繞于相同齒部66b。另外,同相的相繞組即w1相繞組73和w2相繞組83的集中式繞組線圈69也卷繞于相同齒部66b。
接著,參照圖16對永磁體型雙三相電動機101的驅動控制部的結構進行說明。另外,圖16是示出了本發(fā)明實施方式2所涉及的永磁體型雙三相電動機的電路圖。
永磁體型雙三相電動機101與實施方式1相同,具有驅動控制部,該驅動控制部由第1逆變器電路30、第2逆變器電路40、電容器50、電池51、微機52、第1驅動電路53以及第2驅動電路54等構成。
開關元件31、34的連接點連接至u1相繞組71和w1相繞組73的接線部。開關元件32、35的連接點連接至w1相繞組73和v1相繞組72的接線部。開關元件33、36的連接點連接至v1相繞組72和u1相繞組71的接線部。
開關元件41、44的連接點連接至u2相繞組81和w2相繞組83的接線部。開關元件42、45的連接點連接至w2相繞組83和v2相繞組82的接線部。開關元件43、46的連接點連接至v2相繞組82和u2相繞組81的接線部。
微機52經(jīng)由第1驅動電路53和第2驅動電路54來控制開關元件31~36、41~46的導通和截止,從而控制通電至第1三相繞組70及第2三相繞組80的驅動電流。由此,永磁體型雙三相電動機101中準備有二個系統(tǒng),即由第1三相繞組70、第1逆變器電路30及第1驅動電路53構成的第1系統(tǒng)、以及由第2三相繞組80、第2逆變器電路40及第2驅動電路54構成的第2系統(tǒng)。
在由此構成的永磁體型雙三相電動機101中,利用微機52來控制開關元件31~36、41~46的導通和截止,從而將電池51的直流電轉換成交流電,并提供至第1三相繞組70和第2三相繞組80。由此,向轉子61的永磁體63提供旋轉磁場,來對轉子61進行旋轉驅動。此處,由第1逆變器電路30提供至第1三相繞組70的驅動電路與由第2逆變器電路40提供至第2三相繞組80的驅動電流成為相同相位。
此處,微機52例如在檢測出第2系統(tǒng)的故障時,使第2驅動電路54的驅動停止,將提供至第2三相繞組80的驅動電流設為0。由此,由第2系統(tǒng)產(chǎn)生的轉矩變?yōu)?,電動機整體的輸出轉矩變?yōu)檎r的1/2。因此,微機52在使第2驅動電路54的驅動停止的同時,經(jīng)由第1驅動電路53來控制第1逆變器電路30的開關元件31~36的導通和截止,以使得提供至第1三相繞組70的驅動電流變?yōu)檎r的2倍。由此,由第1系統(tǒng)產(chǎn)生的轉矩變?yōu)檎r的2倍,對原本應由第2系統(tǒng)產(chǎn)生的轉矩進行補償,從而使得電動機整體的輸出轉矩與正常時沒有區(qū)別。由此,在1個系統(tǒng)發(fā)生故障時,能夠確保與正常時相同的電動機性能。
此時,由于提供至第1系統(tǒng)的第1三相繞組70的驅動電流變?yōu)檎r的2倍,因此,第1三相繞組70的磁動勢也變?yōu)檎r的2倍。永磁體型雙三相電動機101中,第1三相繞組70和第2三相繞組80的同相的相繞組、例如u1相繞組71和u2相繞組81彼此配置于相同的齒部66b。因此,即使將第2系統(tǒng)的驅動電流設為0且將第1系統(tǒng)的驅動電流設為2倍,在卷繞有集中式繞組線圈69的齒部66b的部分,集中式繞組線圈69的磁動勢也與正常時相同。因此,由于作用于永磁體63的磁場也與正常時相同,從而能夠避免永磁體63的消磁,所以能夠抑制因永磁體63的消磁而造成的電動機性能的下降。由此,在保持與通常的設計大致相同的電動機尺寸且不使永磁體63消磁的情況下,當一個系統(tǒng)發(fā)生故障時,能夠將正常的系統(tǒng)的驅動電流設為2倍。
具有上述特性的永磁體型雙三相電動機101適用于重視小型化和可靠性的電動助力轉向裝置。
另外,在上述實施方式2中,說明了10極12槽的永磁體型雙三相電動機,但是永磁體型雙三相電動機的極數(shù)和槽數(shù)的組合并不限于此。