[发明专利]旋转电机的控制装置和旋转电机的控制方法

说明书

旋转电机(10)包括转子(40)和具有多相的定子绕组(51)的定子(50)，上述多相的定子绕组(51)具有沿周向以规定间隔配置的导线部(81、82)，并且构成为，在导线部彼此之间具有使用磁性材料的导线间构件(142)，当将与转子的磁体部(42)的一磁极对应的导线部之间的周向的宽度尺寸设为Wt，将一磁极的周向的宽度尺寸设为Wm，将磁体部的残留磁通密度设为Br时，磁性材料的饱和磁通密度Bs满足Wt×Bs≤Wm×Br，或者构成为，在导线部彼此之间具有使用非磁性材料的导线间构件(57)，或者构成为，在导线部彼此之间不具有导线间构件。旋转电机的控制装置包括控制部(77)，上述控制部(77)与定子绕组连接，并且包括数量与绕组相数对应的控制通电状态的一对开关元件(Sp、Sn)，并且控制驱动电路，以使开关元件的导通率成为恒定值的期间成为电角度为120度以上且小于180度的规定期间。

相关申请的援引

本申请以2018年10月18日申请的日本专利申请第2018-196913号为基础，在此援引其记载内容。

技术领域

本公开涉及旋转电机的控制装置和旋转电机的控制方法。

背景技术

在下述专利文献1中，提出了用于旋转电机的轻量化、效率改善的无芯、无极齿绕组的电动机(旋转电机)。以往，这样的无极齿绕组的电动机限于模型用途等的容量比较小的带电刷DC电动机，但是在专利文献1的发明中，应用了大型的电动机的无极齿绕组。

由于大型的电动机需要大电流、高电压，因此，对电刷材料的寿命和大小有要求，从而要求所谓的AC无刷电动机。无刷电动机必须根据转子的磁极位置通入适当的电流，因此，通过基于使用了逆变器的驱动电路的缜密的正弦波PWM(脉冲宽度调制)控制，一边对电流进行反馈控制一边进行驱动。

PWM控制是利用绕组的电感分量即电流的一阶滞后特性连续地施加脉冲状电压从而控制电流值，并且将其控制成看上去连续的正弦波电流的方法。

另外，在专利文献2中记载了在变压装置中，为了实现比Si元件更高速的开关，采用SiC元件或GaN元件，并且以1MHz的频率来驱动上述开关元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012-175755号公报

专利文献2：日本专利特开2016-092982号公报

发明内容

但是，在专利文献1的发明的无极齿绕组中，由于没有铁芯，因此，绕组的电感非常小，一阶滞后要素过小，因此，当在开关频率为10kH以下的情况下实施PWM控制时，电流大幅地变动(图23A)。

在专利文献2中，尽管由于使用1MHz的频率而有可能能够抑制电流变动，但是执行用于通入正弦波电流的逐次电流反馈控制时的电流检测能力、即A/D转换速度不能追上高速开关。

一般而言，A/D转换的分辨率和采样率之间是权衡取舍的关系，当为了高速开关而提高采样率时，分辨率降低，对于需要大电流的电动机，A/D转换的应用受到限制。

为了避免这种情况，可以每隔几个脉冲间隔地进行电流检测，但是这样会降低采样率，因此，电流波形紊乱而引起噪声、振动。

或者，由于绕组的电感与匝数的平方成正比，因此也考虑增加匝数，但是绕组电阻变大，从而导致设备的大型化。

尽管采用处理能力较大的运算装置可以解决这些问题，但是在商业上难以建立。

本公开提供一种在无极齿绕组的旋转电机中能够进行稳定的旋转控制的旋转电机的控制装置和旋转电机的控制方法。