多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機及電動助力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及例如車輛等的助力轉(zhuǎn)向用電動機等所使用的多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn) 電機（multiple-polyphase AC dynamo-electric machine)、特別是作為其定子的電樞的 構(gòu)造、以及電動助力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 如專利文獻1那樣，具有如下多重多相電動機構(gòu)造：在一個交流電動機內(nèi)具有多 組由多相繞組和對所述多相繞組進行驅(qū)動的逆變器所構(gòu)成的多相繞組組。 另外，如專利文獻2那樣，具有力圖減小齒槽轉(zhuǎn)矩的永磁體電動機。 專利文獻1 :日本專利特開平7-264822號公報 專利文獻2 :日本專利第4476202號公報

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0003] 在多重多相繞組的交流旋轉(zhuǎn)電機中，在如專利文獻2那樣僅將定子鐵心的相鄰齒 相連接的情況下，若將多組多相繞組組靠近配置，則一個多相繞組組所產(chǎn)生的磁通會經(jīng)由 所述連接部而與其它多相繞組組發(fā)生交鏈，從而會使所述其它多相繞組組產(chǎn)生電壓。該電 壓作為干擾而重疊于用于在其它多相繞組組的逆變器上進行通電的施加電壓上，因此，存 在電動機控制會變得更為困難的問題，所述電動機控制將由彼此的多相繞組組所產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 矩脈動設(shè)為相反相位來進行抵消。
[0004] 本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，在多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電 機中有效地對因向一組繞組進行通電從而產(chǎn)生的磁通與另一組繞組發(fā)生交鏈而產(chǎn)生的電 壓進行抑制，所述多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機包括：定子鐵心，該定子鐵心包括多個磁性的 齒；電樞，該電樞具有卷繞于所述齒的多重多相繞組組；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子隔著磁性空隙與 所述電樞相對地進行配置。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
[0005] 本發(fā)明所涉及的多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機包括：定子鐵心，該定子鐵心包括多 個磁性的齒；電樞，該電樞具有由多重的多相繞組組構(gòu)成的電樞繞組，所述多重的多相繞組 組卷繞于所述齒，并收納于所述齒的相互間的槽內(nèi)；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子隔著磁性空隙與所述 電樞相對地進行配置，并以轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)，在所述多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機中，所 述多個齒的各個齒在所述轉(zhuǎn)子側(cè)的前端部的磁極部上具備檐部，所述定子鐵心具有對所述 多個齒的各個齒的磁極部上的相鄰的所述檐部間進行連接的磁性的連接部，所述連接部與 所述槽的各個槽相對應(yīng)地設(shè)置于該所對應(yīng)的所述槽的內(nèi)周側(cè)，所述連接部的徑向的寬度比 所述齒的周向的寬度和所述檐部的徑向的寬度都要小，因此，因向一組繞組進行通電從而 產(chǎn)生的磁通與另一組繞組發(fā)生交鏈而產(chǎn)生的電壓有效地得以抑制。 另外，本發(fā)明的其它方面所涉及的多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機包括：定子鐵心，該定子 鐵心包括多個磁性的齒；電樞，該電樞具有由多重的多相繞組組構(gòu)成的電樞繞組，所述多重 的多相繞組組卷繞于所述齒，并收納于所述齒的相互間的槽內(nèi)；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子隔著磁性 空隙與所述電樞相對地進行配置，并以轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)，在所述多重多相繞組交流旋 轉(zhuǎn)電機中，所述多個齒的各個齒在所述轉(zhuǎn)子側(cè)的前端部的磁極部上具備檐部，所述定子鐵 心具有對所述多個齒的各個齒的磁極部上的相鄰的所述檐部間進行連接的磁性的連接部， 所述連接部與所述槽的各個槽相對應(yīng)地在所述定子鐵心的軸向的多處的一部分上設(shè)置于 所對應(yīng)的所述槽的內(nèi)周側(cè)，在收納有所述電樞繞組的任意繞組組的所述電樞繞組的所述槽 中，由于也配置有所述連接部，因此，所有繞組組的磁路的平衡和電感器的平衡較為良好， 因而繞組組間的電流的紊亂較小，轉(zhuǎn)矩波動較小，其結(jié)果是，振動噪音較小，其中，所述電樞 繞組由所述多重的所述多相繞組組構(gòu)成。 發(fā)明效果
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機包括：定子鐵心，該定子鐵心包括多個磁 性的齒；電樞，該電樞具有由多重的多相繞組組構(gòu)成的電樞繞組，所述多重的多相繞組組卷 繞于所述齒，并收納于所述齒的相互間的槽內(nèi)；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子隔著磁性空隙與所述電樞 相對地進行配置，并以轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)，在所述多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機中，所述多 個齒的各個齒在所述轉(zhuǎn)子側(cè)的前端部的磁極部上具備檐部，所述定子鐵心具有對所述多個 齒的各個齒的磁極部上的相鄰的所述檐部間進行連接的磁性的連接部，所述連接部與所述 槽的各個槽相對應(yīng)地設(shè)置于該所對應(yīng)的所述槽的內(nèi)周側(cè)，所述連接部的徑向的寬度比所述 齒的周向的寬度和所述檐部的徑向的寬度都要小，因此，能有效地對因向一組繞組進行通 電從而產(chǎn)生的磁通與另一組繞組發(fā)生交鏈而產(chǎn)生的電壓進行抑制，繞組組間的干擾電壓有 效地得以抑制，電流控制系統(tǒng)的響應(yīng)得以提高，由電流的脈動分量所引起的轉(zhuǎn)矩脈動有效 地得以減小。 另外，根據(jù)本發(fā)明的其它方面，多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機包括：定子鐵心，該定子鐵 心包括多個磁性的齒；電樞，該電樞具有由多重的多相繞組組構(gòu)成的電樞繞組，所述多重的 多相繞組組卷繞于所述齒，并收納于所述齒的相互間的槽內(nèi)；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子隔著磁性 空隙與所述電樞相對地進行配置，并以轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)，在所述多重多相繞組交流旋 轉(zhuǎn)電機中，所述多個齒的各個齒在所述轉(zhuǎn)子側(cè)的前端部的磁極部上具備檐部，所述定子鐵 心具有對所述多個齒的各個齒的磁極部上的相鄰的所述檐部間進行連接的磁性的連接部， 所述連接部與所述槽的各個槽相對應(yīng)地在所述定子鐵心的軸向的多處的一部分上設(shè)置于 所對應(yīng)的所述槽的內(nèi)周側(cè)，在收納有所述電樞繞組的任意繞組組的所述電樞繞組的所述槽 中，由于也配置有所述連接部，因此，所有繞組組的磁路的平衡和電感器的平衡較為良好， 因而繞組組間的電流的紊亂較小，轉(zhuǎn)矩波動較小，其結(jié)果是，振動噪音較小，其中，所述電樞 繞組由所述多重的所述多相繞組組構(gòu)成。
【附圖說明】
[0007] 圖1是表示用于實施本發(fā)明的實施方式1中的多重多相繞組交流電動機的電樞繞 組的連接方法的說明圖。 圖2是表示用于實施本發(fā)明的實施方式1中的多重多相繞組交流電動機的組間的電樞 繞組的等效電路的說明圖。 圖3是用于對用于實施本發(fā)明的實施方式1中的多重多相繞組交流電動機的q軸的電 路結(jié)構(gòu)進行說明的說明圖。 圖4是用于實施本發(fā)明的實施方式1中的電動驅(qū)動裝置的說明圖。 圖5是表示用于實施本發(fā)明的實施方式1中的多重多相繞組交流電動機的結(jié)構(gòu)的剖視 圖。 圖6是表示用于實施本發(fā)明的實施方式1中的多重多相繞組交流電動機的結(jié)構(gòu)的一個 示例的剖視圖。 圖7是表示用于實施本發(fā)明的實施方式1中的多重多相繞組交流電動機的電樞繞組的 繞組圖案的剖視圖。 圖8是用于實施本發(fā)明的實施方式1中的電動機驅(qū)動裝置的說明圖。 圖9是對用于實施本發(fā)明的實施方式1中的多重多相繞組交流電動機的定子鐵心進行 放大后的說明圖。 圖10是用于實施本發(fā)明的實施方式1中的檐部和連接部的形狀的說明圖。 圖11是示出具有產(chǎn)生勵磁的磁極繞組的情況來作為用于實施本發(fā)明的實施方式1中 的轉(zhuǎn)子的一個示例的說明圖。 圖12是示出不利用勵磁的磁阻型轉(zhuǎn)子來作為用于實施本發(fā)明的實施方式1中的轉(zhuǎn)子 的一個示例的說明圖。 圖13是對用于實施本發(fā)明的實施方式2中的多重多相繞組交流電動機的定子鐵心進 行放大后的說明圖。 圖14是示出將連接部沿軸向進行細(xì)分的情況來作為用于實施本發(fā)明的實施方式2中 的連接部的一個示例的說明圖。 圖15是示出連接部的徑向的連接寬度b比檐部的寬度a要小的情況來作為用于實施 本發(fā)明的實施方式2中的連接部的一個示例的說明圖。 圖16是表示用于實施本發(fā)明的實施方式3中的定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心之間的關(guān)系的說 明圖。 圖17是示出相鄰的檐部間的連接部的位置在圓周方向上不同的情況來作為用于實施 本發(fā)明的實施方式4中的連接部的說明圖。 圖18是對用于實施本發(fā)明的實施方式5中的多重多相繞組交流電動機的定子鐵心進 行放大后的說明圖。 圖19是表示在用于實施本發(fā)明的實施方式5中電流流過一組繞組時的圖18的放大部 的磁通的路徑的說明圖。 圖20是對在用于實施本發(fā)明的實施方式5中連續(xù)層疊有多塊不具有連接部的薄板的 情況進行說明的說明圖。 圖21是表示用于實施本發(fā)明的實施方式6中的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的說明圖。 圖22是表示電感器和磁耦合的變化的說明圖。
【具體實施方式】
[0008] 實施方式1. 本實施方式1舉例示出了多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機的一個示例，所述多重多相繞組 交流旋轉(zhuǎn)電機包括：定子鐵心，該定子鐵心包括多個磁性的齒；電樞，該電樞具有由多重的 多相繞組組構(gòu)成的電樞繞組，所述多重的多相繞組組卷繞于所述齒，并收納于所述齒的相 互間的槽內(nèi)；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子隔著磁性空隙與所述電樞相對地進行配置，并以轉(zhuǎn)軸為中心 進行旋轉(zhuǎn)，所述多重多相繞組交流旋轉(zhuǎn)電機的特征在于，所述多個齒的各個齒在所述轉(zhuǎn)子 側(cè)的前端部的磁極部上具備檐部，所述定子鐵心具有對所述多個齒的各個齒的磁極部上的 相鄰的所述檐部間進行連接的磁性的連接部，所述連接部與所述槽的各個槽相對應(yīng)地設(shè)置 于該所對應(yīng)的所述槽的內(nèi)周側(cè)，所述連接部的徑向的寬度比所述齒的周向的寬度和所述檐 部的徑向的寬度都要小。 以下，以車輛等的助力轉(zhuǎn)向用的多重多相繞組交流電動機的情況為例，利用圖1~圖 12,按照"電動驅(qū)動裝置的說明"、"雙逆變器的說明"、"課題的說明"、"干擾電壓的說明"、"發(fā) 明的基本概念的說明"、"磁極的磁阻部的說明1 (階梯形的形狀）"、"磁極的磁阻部的說明 2(曲線形的形狀）"、"補充說明"的順序來對本發(fā)明的實施方式1進行說明。
[0009] "電動驅(qū)動裝置的說明" 圖4是用縱剖側(cè)視圖來舉例示出電動驅(qū)動裝置的示例的圖，如該圖4所例示出的那樣， 在本實施方式中，舉例示出了電動驅(qū)動裝置由多重多相繞組交流電動機和電子控制單元 EQJ (Electronic Control Unit :電子控制設(shè)備）一體構(gòu)成的構(gòu)造。 圖5是用沿轉(zhuǎn)軸的延伸方向進行觀察的剖面來舉例示出用于實施本發(fā)明的實施方式1 中的多重多相繞組交流電動機的結(jié)構(gòu)的圖。
[0010] 首先，利用圖4來對多重多相繞組交流電動機4的縱剖側(cè)面的構(gòu)造進行說明。 多重多相繞組交流電動機（旋轉(zhuǎn)電機）4具有：由電磁鋼板層疊而成的定子鐵心401 ; 以及對收納于定子鐵心的電樞繞組402和定子鐵心401進行固定的框架403。此外，利用 設(shè)置于電動機的前表面部的外殼404和螺栓405來對框架403進行固定。外殼404上設(shè)有 軸承A (406)，軸承A (406)上可自由旋轉(zhuǎn)地支承有軸承B (407)和轉(zhuǎn)軸408。軸承B (407)支 承于壁部409,該壁部409與框架403 -體設(shè)置或分開設(shè)置。轉(zhuǎn)軸408上壓入有轉(zhuǎn)子鐵心 410,轉(zhuǎn)子鐵心410上固定有永磁體411。
[0011] 接著，利用圖5來對多重多相繞組交流電動機的沿轉(zhuǎn)軸的延伸方向進行觀察的剖 面的構(gòu)造進行說明。 電樞5具有：定子鐵心401，該定子鐵心401由形成有48個齒501和設(shè)置于齒間的48 個槽502的磁性體構(gòu)成，所述48個齒501呈等間隔地進行配置，沿磁性空隙長度的方向突 出；電樞線圈，該電樞線圈收納于該固定鐵心401的48個槽502 ;以及電樞繞組402,該電樞 繞組402由電樞線圈在外部以一定的圖案相連接而構(gòu)成。
[0012] 這里，定子鐵心401的齒501分別在磁性空隙長度的方向的前端部上具有從齒起 沿圓周方向突出設(shè)置的檐部5012,另外，利用磁性的連接部5011來對相鄰的檐部5012的 靠近徑向內(nèi)周的一部分進行連接。這樣，采用各齒501的相鄰的檐部5012間在它們的靠近 徑向內(nèi)周的一部分上通過連接部5011相連接的構(gòu)造，從而能提高定子鐵心401的轉(zhuǎn)子503 一側(cè)的內(nèi)周的連接強度，減小電動機的振動，進而能獲得防止電樞繞組402從定子鐵心401 飛出的效果。
[0013] 另外，在像這樣將相鄰的檐部間相連接的情況下，由于不存在所述槽的轉(zhuǎn)子側(cè)的 開口部，因此，能減小導(dǎo)致齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動的槽磁導(dǎo)的高次諧波分量，能減小齒槽轉(zhuǎn)矩、 轉(zhuǎn)矩脈動。
[0014] 此外，由于如上所述那樣將檐部間相連接從