的72%以上。因而,優(yōu)選為切口最小間隔0在20°以下、切口個(gè)數(shù)k滿足 [7多k多1]。
[0039] 同樣,可知若切口最小間隔0更大、或切口個(gè)數(shù)k更少,則能進(jìn)一步提高自感Lql。 另外,圖9中示出了當(dāng)對第一繞組組100接通電流時(shí)對第二繞組組200的影響,但對于當(dāng)對 第二繞組組200接通電流時(shí)對第一繞組組100的影響,成立與上述等同的說明。
[0040] 圖11是對本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī)中的磁電路 上的主要路徑進(jìn)行說明的說明圖,圖11(a)表示未在場磁極鐵心的表面設(shè)置切口的情況 (NORMALMODEL:正常模式),圖11 (b)表示在場磁極鐵心的表面設(shè)置切口的情況(SLIT MODEL:切口模式)。圖11中,在對第一繞組組100的繞組VI接通電流Ivl時(shí),通過該電 流Ivl發(fā)生與繞組VI自身交鏈的磁通(i>v(l)、與第二繞組組200的繞組V2交鏈的磁通 傘v(2),該第二繞組組200的繞組V2與繞組VI相鄰配置。
[0041] 如圖12的箭頭所示那樣,在對繞組VI接通電流Ivl時(shí),也發(fā)生從電樞鐵心2通過 場磁極鐵心8的貫穿永磁體9的磁通,認(rèn)為該磁通的朝著永磁體9的方向的d軸分量占主 導(dǎo),此處,為了考慮q軸方向的磁通,僅考慮橫切場磁極鐵心表面的磁通。圖12是將多重多 相繞組交流電動(dòng)機(jī)的電樞和場磁極直線狀地展開后的說明圖,是表示當(dāng)對電樞繞組VI接 通電流Ivl時(shí),貫穿磁體的磁通的路徑的說明圖。
[0042] 此處,磁通的交鏈量相對于通電量的比率為電感,自感與磁通<i>v(l)除以電流 Ivl而得到的值成比例,互感與磁通(i>v(2)除以電流Ivl而得到的值成比例。因而,在接通 恒定量的電流時(shí),磁通巾v(l)和磁通巾v(2)的量的比成為自感與互感的比。在將多重多 相繞組交流電動(dòng)機(jī)的場磁極鐵心8及電樞鐵心2考慮為磁電路時(shí),對電樞繞組3的通電量 為恒定、即磁動(dòng)勢為恒定時(shí)的磁通量能由該磁電路中的磁阻大小來決定,磁阻越小,磁通量 越多。
[0043] 此處,圖11中,對圖11(a)所示的未設(shè)置切口的模型和圖11(b)所示的設(shè)有切口 的模型的磁阻進(jìn)行比較。首先,作為磁阻的分量為電樞1和場磁極6之間的氣隙(airgap) 的磁阻Rgap、永磁體9的磁阻Rmag、電樞鐵心2的齒4前端的槽口(slotopening)的氣隙 的磁阻Rleak。在設(shè)有切口 13的情況下,存在因切口 13而產(chǎn)生的氣隙的磁阻Rslit。除了 上述以外,電樞鐵心2、場磁極鐵心8中也存在磁阻分量,但在鐵心不飽和的情況下,場磁極 鐵心8與上述氣隙相比導(dǎo)磁率較高,因此此處進(jìn)行省略。
[0044] 接著,為了將未設(shè)置切口的模型與設(shè)置有切口的模型的磁通阻力進(jìn)行比較,對于 圖11中磁通4>v(l)和磁通4>v(2)的主要磁電路的路徑,分別計(jì)算磁通路徑的磁阻RL及 RM。圖13是對圖11中磁通<i>v(l)和磁通<i>v(2)的磁電路上的主要路徑的磁阻進(jìn)行說明 的說明圖,圖11(a)表示未在場磁極鐵心的表面設(shè)置切口的情況(NORMALMODEL:正常模 式),圖11 (b)表示在場磁極鐵心的表面設(shè)置切口的情況(SLITMODEL:切口模式)。
[0045] 圖13的直流電壓源E表示對第一繞組組100的繞阻VI接通電流Ivl時(shí)的磁電路 上的磁動(dòng)勢。此處,對于圖13(a)所示未設(shè)置切口的模型中的自感的磁阻分量,下式(4)成 立。
[數(shù)學(xué)式4]
…v ( 4) 對于互感的磁阻分量,下式(5)成立。
[數(shù)學(xué)式5]
.、v a i)
[0046] 此處,對于通常在場磁極6的表面存在場磁極鐵心8的電動(dòng)機(jī),電樞1和場磁極6 之間的氣隙的磁阻Rgap比槽口的磁阻Rleak要小,因此若假設(shè)Rgap<<Rleak,則下式成 立。
[數(shù)學(xué)式6]
'、< (^ ^
[0047] 另一方面,對于圖13(b)所示設(shè)置切口的模型中的自感的磁阻分量,下式(7)成 立。
[數(shù)學(xué)式7]
對于互感的磁阻分量,下式(8)成立。
[數(shù)學(xué)式8]
[0048] 此處,與上述相同,若假定電樞1和場磁極6之間的氣隙Rgap及切口 13的磁阻 Rslit比槽口的磁阻Rleak小, 且滿足[Rgap+Rslit<Rgap+2Rslit<<Rleak],則滿足下式(9),且下式(10)成立。 [數(shù)學(xué)式9]
[數(shù)學(xué)式10] RM(Slit)〉尺L(Slit) …(10)
[0049] 這里,如上所述,利用磁通量來決定電感,因此在設(shè)有切口 13的情況下,可知自感 對于互感的磁阻變大,磁通量(2)相對于磁通量(i>v(l)變小,因此互感相對于自感的比 率下降。并且,可知切口 13的磁阻Rslit越大,互感相對于自感的比率越是下降。
[0050] 上面對V相進(jìn)行了說明,但在電樞鐵心2與場磁極鐵心8成為圖11的相對位置 的情況下,對于U相、W相也成立與上述等同的說明。上面對第一繞組組100和第二繞組組 200的V相的同相間的情況進(jìn)彳丁了說明,但在電樞鐵心2和場磁極鐵心8成為圖11的相對 位置的情況下,對于UV相間、VW相間、WU相間也成立與上述等同的說明。并且,對于磁通, 考慮通過場磁極鐵心8的表面的磁通,但通過場磁極鐵心8的表面的磁通如圖12所示那樣 沒有貫穿相當(dāng)于場磁極鐵心8的d軸方向的磁體中央部,能認(rèn)為基本是q軸分量。因而,能 認(rèn)為通過場磁極鐵心8的表面的磁通路徑中的電感中q軸分量占主導(dǎo)。因而,在設(shè)置切口 13的情況下,能相對于自感的q軸分量Lq降低互感的q軸分量Mq。
[0051] 因而,在電流控制的頻率變高的情況下,外擾值基本依賴于磁耦合分量Mql2/Lql 及Mql2/Lq2,且該實(shí)施方式1中能降低磁耦合分量Mql2/Lql及Mql2/Lq2,從而能提高電流 控制系統(tǒng)的響應(yīng),因此能降低因外擾值而產(chǎn)生的電流的波動(dòng)分量,抑制轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的發(fā)生。
[0052] 圖14是在本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī)中,作為切口的 磁阻Rslit的內(nèi)容,對橫切切口的短路磁路的磁阻R1及避開切口并通過場磁極鐵心的迂回 磁路的磁阻R2進(jìn)行說明的說明圖,圖15是在本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的多重多相繞組 交流電動(dòng)機(jī)中,表示當(dāng)將切口占圓周方向的寬度(下面稱為切口的寬度)設(shè)為hl、占內(nèi)徑 方向的深度(下面稱為切口的深度)設(shè)為h2時(shí),磁阻值Rslit相對于h2/hl的曲線。如圖 14所示,通過在場磁極鐵心表面插入切口 13而產(chǎn)生的磁阻Rslit是將橫切切口 13的短路 磁路的磁阻R1和避開切口 13通過場磁極鐵心8的迂回磁路的磁阻R2并列而得到的。
[0053] 此處,在將切口 13的內(nèi)徑方向的深度設(shè)為h2、圓周方向的寬度設(shè)為hi時(shí),磁阻值 Rslit相對于h2/hl如圖15的曲線所示。然而,圖15所示的磁阻值Rslit表示為相對于[hi=h2]時(shí)的比率,在使切口的深度h2改變時(shí)將切口的寬度hi設(shè)為固定值。
[0054] 根據(jù)圖15可知,若使"h2/hl"大于"1.0",則磁阻值Rslit變得大于100%。因 而,為了使切口 13的磁阻Rslit增加,使磁耦合值Mql2/Lql及Mql2/Lq2降低,優(yōu)選為h2/ hi大于"1.0"。在如上述那樣設(shè)置切口時(shí),切口的寬度hi為固定值,因此若使切口的深度 h2增加,則阻礙場磁極鐵心的圓周方向的磁通的磁阻分量增加,但阻礙場磁極鐵心的徑向 的磁通的磁阻分量不發(fā)生變化。因而,能在不對圖12所示的從電樞鐵心2通過場磁極鐵心 8的貫穿永磁體9的磁通造成阻礙的情況下,抑制因設(shè)置了切口 13而產(chǎn)生的電感的d軸分 量、抑制永磁體9所產(chǎn)生的磁通的降低。
[0055] 圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī)的變形例的 結(jié)構(gòu)的剖視圖,圖17是將本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī)的變形例 的電樞和場磁極直線狀地展開后的說明圖。圖16、圖17中,該變形例所涉及的多重多相繞 組交流電動(dòng)機(jī)除了設(shè)置于場磁極鐵心8的表面部的切口 13以外,在場磁極鐵心8的內(nèi)部還 包括沿場磁極鐵心8的半徑方向延伸的切口 14。
[0056] 在場磁極鐵心8的內(nèi)部形成切口 14的情況下,如圖17所示,通過場磁極鐵心8的 內(nèi)部的磁通被阻礙,因此認(rèn)為自感的q軸分量Lql及互感的q軸分量Mql2均降低一定量, 能進(jìn)一步增大上述的切口 13的效果,并能進(jìn)一步降低磁親合分量Mql2/Lql及Mql2/Lq2。
[0057] 在本發(fā)明的實(shí)施方式1中對降低磁耦合分量Mql2/Lql及磁耦合分量Mql2/Lq2的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,但根據(jù)上述圖10可知,在設(shè)置切口 13的情況下,由于自感的q軸分量Lql 降低,因此其結(jié)果是,Lql、Lq2、Mql2全部因?yàn)樵O(shè)置切口 13而有所降低,從而能使多重多相 繞組交流電動(dòng)機(jī)的電感的q軸分量降低,提高多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī)的輸出。
[0058] 此處,在以上的說明中,對各繞組組相互在電氣性上具有30°的相位差的情況進(jìn) 行了闡述,但在如下情況下,也能獲得與上述相同的效果,該情況為:場磁極鐵心8中的各 繞組組共用磁路、對一個(gè)繞組組接通的電流與自身的繞組組進(jìn)行交鏈的磁路的主要路徑的 距離比對一個(gè)繞組組接通的電流與其他的繞組組進(jìn)行交鏈的磁路的主要路徑的距離要短, 自感的磁路與互感的磁路一部分不同。
[0059] 在以上的說明中,說明了 8極48槽的多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī),但并不限于該極 數(shù)和槽數(shù),繞組電氣性地分離成兩個(gè),各個(gè)繞組組由不同的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所驅(qū)動(dòng)的多重 多相繞組交流電動(dòng)機(jī)也能獲得與上述相同的效果。作為能實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方法的槽組 合的示例,具有將m設(shè)為"1"以上的整數(shù)、磁極數(shù)為2m、槽數(shù)為12m的多重多相繞組交流電 動(dòng)機(jī)。
[0060] 磁極數(shù)為2m、槽數(shù)為12m的多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī)包括與上述雙重三相繞組組 個(gè)別對應(yīng)地相連接的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,所述雙重多相繞組組在繞組間具有電氣性相位 差30°,在所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置將具有相位差30°的電壓或電流提供給所述雙重多 相繞組組的情況下,能將電動(dòng)機(jī)的繞組系數(shù)設(shè)為最大的" 1",能提高多重多相繞組交流電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
[0061] 并且,在以上的說明中,對電樞繞組3跨多個(gè)齒4來卷繞的情況進(jìn)行了說明,但在 集中地卷繞于一個(gè)齒4的情況下,也成立與上述同樣的說明。在以上的說明中,由于將電樞 繞組3的繞組間距設(shè)為電角度180°的全節(jié)距繞組,因此實(shí)現(xiàn)了繞組系數(shù)的提高、轉(zhuǎn)矩的提 高,但在電角度為180°以外的情況下,也能獲得與上述相同的效果。
[0062] 在電樞鐵心2和場磁極鐵心8相對的空隙側(cè)的場磁極鐵心8的表面設(shè)有切口 13, 該切口 13起到阻礙場磁極鐵心8的圓周方向的磁通流通的磁阻的作用,對此,在場磁極鐵 心8通過層疊多個(gè)薄板而構(gòu)成,且層疊切口 13的位置不同的多個(gè)薄板并對切口寬度進(jìn)行調(diào) 整,或在所層疊的薄板的一部分中設(shè)置切口的情況下,也能獲得與上述相同的效果。
[0063]圖18是對本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的多重多相繞組交流電動(dòng)機(jī)中的場磁極鐵 心的切口的結(jié)構(gòu)進(jìn)彳丁說明的說明圖,圖18 (a)表不切口的結(jié)構(gòu)圖案1,圖18 (b)表不切口的 結(jié)構(gòu)圖案2。圖18(a)、圖18(b)中同樣地,(1)是俯視重疊了結(jié)構(gòu)不同的薄板A和薄板B的 情況的說明圖,(2)是俯視僅有薄板A的情況的說明圖,(3)是俯視僅有薄板B的情況的說 明圖,(4)是側(cè)視重疊了薄板A和薄板B的情況的說明圖。
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