[发明专利]旋转电机、旋转电机的控制器及旋转电机的控制方法

说明书

技术领域

本公开的实施方式涉及一种旋转电机及一种旋转电机的控制器。

背景技术

日本特开2010-172080号公报描述了一种构造成在不使用位置传感器与速度传感器的情况下对AC马达执行扭矩控制、速度控制及位置控制的AC马达控制器。

发明内容

本发明要解决的问题

现有技术的控制器向AC马达施加高频电压信号，并利用此时电感的变化估测马达的旋转角度。在此情况下，为了精确地估测旋转角度，需要确保马达的大凸极比。然而，如果马达的负载扭矩增加，那么转子芯的磁饱和就会增大，这样凸极比就很可能下降，从而估测精度变差。另一方面，如果为了避免高负载下转子芯的磁饱和而增大转子的尺寸，就会增大马达的物理尺寸。

鉴于上述问题做出了本公开，本公开的目的是提供一种旋转电机及一种旋转电机的控制器，其即使在高负载下也能确保凸极比而不增大物理尺寸。

解决问题的手段

根据本公开的一个方面，提供一种包括定子与转子的旋转电机。该旋转电机包括：转子铁芯，该转子铁芯在周向上包括多个磁极部；设置在所述转子铁芯上的多个永磁体；以及定子铁芯，该定子铁芯包括多个齿，定子绕组绕各齿缠绕。所述定子铁芯构造成：使得在所述定子绕组未通电的状态下，径向面对所述磁极部的齿借助所述永磁体而实质磁饱和。

根据本公开的另一方面，提供一种旋转电机的控制器，该控制器在不使用位置传感器与速度传感器的情况下执行旋转电机的扭矩控制、速度控制及位置控制中的至少一者。所述旋转电机包括定子与转子。所述旋转电机包括转子铁芯，该转子铁芯在周向上包括多个磁极部；设置在所述转子铁芯上的多个永磁体；以及定子铁芯，该定子铁芯包括多个齿，定子绕组绕各齿缠绕。当从旋转轴线开始沿所述磁极部的中心方向延伸的轴线为d轴，并且沿从所述中心方向偏移90度电气角的方向延伸的轴线为q轴时，所述控制器向d轴与q轴至少其一供应高频电压信号，并且向d轴供应正电流从而使得径向面对所述磁极部的齿实质磁饱和，并且所述控制器向q轴供应负载电流。

根据本公开的另一方面，提供一种旋转电机的控制方法，该控制方法在不使用位置传感器与速度传感器的情况下执行上述旋转电机的扭矩控制、速度控制及位置控制中的至少一者。所述控制方法包括：当从旋转轴线开始沿所述磁极部的中心方向延伸的轴线为d轴，并且沿从所述中心方向偏移90度电气角的方向延伸的轴线为q轴时，向d轴与q轴至少其一供应高频电压信号，并且向q轴供应负载电流。

根据本公开的另一方面，提供一种旋转电机的控制方法，该控制方法在不使用位置传感器与速度传感器的情况下执行旋转电机的扭矩控制、速度控制及位置控制中的至少一者，所述旋转电机包括：定子与转子；转子铁芯，该转子铁芯在周向上包括多个磁极部；设置在所述转子铁芯上的多个永磁体；以及定子铁芯，该定子铁芯包括多个齿，定子绕组绕各齿缠绕。所述控制方法包括：当从旋转轴线开始沿所述磁极部的中心方向延伸的轴线为d轴，并且沿从所述中心方向偏移90度电气角的方向延伸的轴线为q轴时，向d轴与q轴至少其一供应高频电压信号，向d轴供应正电流从而使得径向面对所述磁极部的齿实质磁饱和，并且向q轴供应负载电流。

发明效果

根据本公开，即使在高负载下也能确保凸极比而不增大物理尺寸。

附图说明

图1是示出一个实施方式的旋转电机的总体概略构造的轴向剖视图。

图2是本实施方式的旋转电机的截面图。

图3是示出执行无传感器控制的旋转电机控制器的构造的控制框图。

图4是用于在与轴向方向垂直的剖面中说明定子与转子的相应磁极部的图。

图5是在与轴向方向垂直的剖面中示出定子与转子各自的磁通的生成分布的图。

图6是示出普通电磁钢板的B-H曲线的图表。

图7A是示出空载状态下本实施方式的磁通分布的图。

图7B是示出空载状态下比较例的磁通分布的图。

图8A是示出50%负载电流状态下本实施方式的磁通分布的图。

图8B是示出50%负载电流状态下比较例的磁通分布的图。

图9A是示出100%负载电流状态下本实施方式的磁通分布的图。

图9B是示出100%负载电流状态下比较例的磁通分布的图。

图10A是示出150%负载电流状态下本实施方式的磁通分布的图。