[发明专利]极数切换型旋转电机以及极数切换型旋转电机的驱动方法

说明书

得到一种不使用绕组切换机构而在多极驱动时以及少极驱动时都具有优良的转矩对电流特性的极数切换型旋转电机。极数切换型旋转电机具有具有定子和转子的旋转电机、对定子线圈供给m相电流的逆变器和控制逆变器的控制部，该定子沿机械角度方向配置有定子槽，该转子通过在容纳于定子槽的定子线圈中流过的电流产生的磁动势而旋转，每个定子槽的各磁动势分别被等间隔地配置，在多极驱动时和少极驱动时之间切换极数，其中控制部以使多极驱动时的极数与少极驱动时的极数之比成为(2n+1)：1的方式切换极数，并且以使每极的不同的电流相位的数量即电流相位自由度在多极驱动时成为m/(2n+1)、在少极驱动时成为m的方式控制电流相位，其中m为3的倍数并且为6以上的自然数，n为自然数，m/(2n+1)为2以上。

技术领域

本发明涉及对极数进行切换而驱动以在宽的旋转区域确保高转矩性、高输出性的极数切换型旋转电机以及极数切换型旋转电机的驱动方法。

背景技术

作为用于电动汽车、混合动力车等的旋转电机，已知有对极数进行切换而驱动以在宽的旋转区域确保高转矩性、高输出性的极数切换型旋转电机。

作为这样的以往的极数切换型旋转电机，存在构成为将六个线圈每60°地配置并且通过6相逆变器向各线圈供给电流的旋转电机(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，通过使用6相逆变器切换线圈的电流相位来进行极数切换。

另外，作为其他以往的极数切换型旋转电机，存在如下构成的旋转电机：用分布绕组卷绕以用于3相驱动的定子线圈与2台3相逆变器每隔一个极对而被交替地连接，将多极驱动时的每极每相的槽数设为q时的分布绕组系数k_wd为k_wd＝sin(π/6)/(q×sin(π/6q))(例如参照专利文献2)。在专利文献2中，以使2台3相逆变器间的组间相位差为0°～180°的范围在0°时为少极、在180°时为多极的方式进行控制，从而进行极数切换。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平11-018382号公报

专利文献2：日本特开2015-226425号公报

发明内容

但是，在现有技术中存在以下问题。

专利文献1的极数切换型旋转电机需要极数切换用的绕组切换机构，但在通过绕组切换机构切换极数时产生过渡性的转矩脉动，因此存在还需要用于抑制转矩脉动产生的机构的问题。

另外，在专利文献2中，在少极驱动时分布绕组系数降低，因此存在转矩对电流特性(torque-current characteristics)降低的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于能够得到不使用绕组切换机构而在多极驱动时以及少极驱动时都具有优良的转矩对电流特性的极数切换型旋转电机以及极数切换型旋转电机的驱动方法。

本发明的极数切换型旋转电机具有具有定子和转子的旋转电机、对定子线圈供给m相电流的逆变器和控制逆变器的控制部，该定子沿机械角度方向配置有定子槽，该转子通过在容纳于定子槽的定子线圈中流过的电流产生的磁动势而旋转，每个定子槽的磁动势分别被等间隔地配置，在多极驱动时和少极驱动时之间切换极数，控制部以使多极驱动时的极数与少极驱动时的极数之比成为(2n+1)：1的方式切换极数，并且以使每极的不同的电流相位的数量即电流相位自由度在多极驱动时成为m/(2n+1)、在少极驱动时成为m的方式控制电流相位，其中m为3的倍数并且为6以上的自然数，n为自然数，m/(2n+1)为2以上，以使在多极驱动时或少极驱动时在相邻的定子槽的定子线圈中流过的电流的电流相位彼此的间隔分别按照电气角度相等的方式，控制在定子线圈中流过的电流的电流相位，使得多极驱动时的分布绕组系数以及少极驱动时的分布绕组系数为1。