[发明专利]电动机及其控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种装载在汽车或卡车等之中的电动机。

背景技术

一直以来，各相线圈集中卷绕在定子磁极上的无刷电机广为人知(例如，参照专利文献1)。图130是表示这种现有的无刷电机的概略结构的纵剖面图。另外，图129是沿着图130的AA-AA线的剖面图。在这些图中表示的是4极6槽型无刷电机，定子的绕组结构是所谓的集中卷绕，各定子磁极上集中式卷绕着各相的线圈。另外，图131中表示了在将定子沿圆周方向展开成1周的状态下U、V、W等绕组的配置关系。横轴表示电角度，1周为720°。在转子2的表面上，N极永久磁铁和S极永久磁铁沿着圆周方向交替配置。在定子4中，U相定子磁极TBU1、TBU2上分别卷绕着U相绕组WBU1、WBU2。同样地，V相定子磁极TBV1、TBV2上分别卷绕着V相绕组WBV1、WBV2。W相定子磁极TBW1、TBW2上分别卷绕着W相绕组WBW1、WBW2。具有这种结构的无刷电机目前广泛应用于工业领域和家用电器中。

另外，图128是表示另一种定子的结构的横剖面图。图128所示的定子具有24槽结构，在4极电机的情况下可以采用分布卷绕，能够将定子沿圆周方向的磁动势分布形成为比较平滑的正弦波形状，因此被广泛应用于无刷电机、励磁绕组型同步电动机、感应电动机等之中。特别地，在灵活使用了磁阻转矩的同步磁阻电动机以及应用了磁阻转矩的各种电动机或感应电动机等情况下，通常希望定子能够生成更精密的旋转磁场，因此，适合采用图112所示的分布卷绕式定子结构。

专利文献1：特开平6-261513号公报(第3页，图1-3)。

发明内容

本发明试图解决的课题

然而，图129、图130、131以及专利文献1中公开的现有的无刷电机中存在的问题是，由于需要将电机绕组分别卷绕到每个定子磁极上，因此其结构复杂；由于需要将电机绕组配置到槽的深处，因此电机绕组的卷绕生产率低下。另外，这种结构会导致难以小型化、提高效率、降低成本等问题。进而，其存在的问题是，由于这是一种在360度的电角度范围内只有3个定子凸极(salient stator pole)的结构，因此难以使定子所产生的磁动势形成为正弦波形状从而精密地生成旋转磁场，难以应用到同步磁阻电动机或使用磁阻转矩的各种电动机或感应电动机等之中。将定子铁芯分割成齿后逐个卷绕绕组，其后对各个齿进行耦合；这种方法存在着制作工序复杂的问题。

另外，在采用图128所示的可分布卷绕的定子结构情况下，虽然能够生成平滑的正弦波形状的定子磁动势分布，但其存在的问题是，由于需要从槽的开口部分插入绕组，因此绕组的槽满率(space factor)降低，而且由于线圈端部的轴向长度增加，难以实现电机的小型化。另外，也存在着绕组生产率低下的问题。

本发明借鉴了这些问题点而作出，其目的是提供一种能够实现电动机的小型化并提高效率、降低成本的电动机。具体地，绕组结构采用单纯的环状绕组，从而可以提高其生产率和绕组槽满率。另外，定子的磁路、磁极虽然因其种类而不同，但都是逐相分离而简化。

解决课题的手段

本发明涉及的电动机包括：转子，具有在圆周方向上交替配置N极和S极的转子磁极组；N个(N为正整数)定子磁极组，其中，针对每个相都有多个定子磁极沿着圆周或圆周附近配置在电角度大致相同的旋转相位的位置上。

这种电动机的结构为，各相的上述定子磁极组的转子轴方向前后卷绕着同相的环状绕组，其中流动着方向互逆的电流，利用这样的接线，就能够在某相的定子磁极中通过该相的电流而产生磁动势。

此外，如果相数NN为3相或3相以上，则某个定子磁极组的转子轴方向前后不是流动方向互逆的同相电流，而是在距离接近NN/2个定子磁极组的位置上卷绕同相的绕组，使其中流动方向互逆的电流，这样效率较高。

通过将环状绕组分离为定子磁极、转子磁极，使绕组简化成环状，既改善了其生产率，又提高了绕组的槽满率。

本发明也涉及这样一种电动机，其转子配置为，一个相的定子磁极组与转子磁极组相向配置，而其他相的定子磁极组与其他相的转子磁极组分离配置。

利用这种结构的电动机，绕组和定子的磁路结构、形状得到简化，能够改善电动机整体的效率、生产率。

进而，上述环状绕组固定在定子上，形成了全部或一部分环状绕组朝向转子一侧的凹陷部位突出着配置的结构，以降低铜损和磁漏。