WO2008066061A1 - Brushless motor - Google Patents
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Definitions
- an electric power steering device that gives a steering assist force to a steering mechanism by driving an electric motor such as a brushless motor in accordance with a steering torque applied to a steering wheel (steering wheel) by a driver! / RU
- a brushless motor normally used in such an electric power steering apparatus has windings.
- Permanent magnet electric motors having a stator (stator) provided with (coils) and a rotor (rotor) provided with permanent magnets, many of which are driven by three-phase power!
- stator windings are usually provided for each phase. These windings are typically connected in series for each phase.
- number of poles of a permanent magnet hereinafter simply referred to as “number of poles!”
- number of salient poles this number is the gap between the salient poles
- three windings are connected in series for each phase.
- FIG. 6 is a circuit diagram showing the connection of the U-phase winding in the conventional 10-pole 12-slot electric motor with the windings connected in this way.
- the first to fourth coils 90;! To 904 as four U-phase windings are connected to the U-phase terminal 910 at one end and the other end is connected to the other end. It is connected to the neutral point terminal 920, which is the neutral point of each phase.
- the width of the salient pole (tooth) is relatively narrow, so that its rigidity is lowered and noise and vibration of the electric motor may be generated. . Focusing only on this point, it is preferable to increase the width of the salient pole (teeth), but generally the inductance of the electric motor increases as the magnetic flux density of the salient pole (tooth) decreases.
- a motor with a large inductance has a large copper loss, and a copper loss causes the electric motor to generate heat and generate a loss torque.
- an operation such as lack of assist force in the electric power steering device results. The feeling is reduced.
- an object of the present invention is to provide a brushless motor that suppresses or suppresses generation of loss torque without connecting windings of respective phases in series, and an electric power steering apparatus including the brushless motor.
- a first invention is an annular stator that includes a plurality of windings that are driven by three-phase power, and that is arranged inside the stator and is rotatable with respect to the stator. And a rotor including a permanent magnet that forms a plurality of poles in the circumferential direction. And
- the stator is a stator
- the plurality of windings are provided one by one, and a plurality of teeth portions of the same size disposed at equal intervals along the circumferential direction so as to protrude toward the rotor,
- An annular yoke portion to which the plurality of teeth portions are coupled
- the plurality of windings are a plurality of winding groups composed of the same number of windings connected in series, and the plurality of winding groups selected so that the magnitudes and phases of the induced voltages substantially coincide with each other. Connected in parallel and included for each phase,
- the number of poles of the permanent magnet is smaller than the number of the tooth portions provided with a multiple of 3 that is 9 or more and more than 2/3 of the number of the tooth portions.
- a third invention is the first invention
- a fourth invention comprises the brushless motor according to the first invention
- the number of poles of the permanent magnet is smaller than the number of teeth portions, whereby the impedance can be reduced, and the number of poles of the permanent magnet is less than 2/3 of the number of teeth portions.
- cogging can be suppressed.
- the plurality of windings is a winding group composed of the same number of windings connected in series, and the plurality of winding groups selected so that the magnitudes and phases of the respective induced voltages substantially coincide with each other. By connecting and including each phase, the generation of circulating current can be suppressed. As described above, the generation of loss torque can be suppressed or suppressed, and cogging can be suppressed.
- the number of winding groups is the same as one of the divisors of I (the number of teeth and the number of poles of the permanent magnet) I, the generation of circulating current is suppressed.
- the generation of loss torque can be suppressed or suppressed.
- the generation of loss torque can be suppressed or suppressed, and cogging can be suppressed.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention together with a vehicle configuration related thereto.
- FIG. 2 is a vertical sectional view with respect to the rotation axis of the brushless motor in the embodiment.
- FIG. 3 is a circuit diagram showing connection of U-phase windings in the brushless motor in the embodiment.
- FIG. 5 is a diagram showing a combination of the number of slots and the number of poles suitable for suppressing cogging while suppressing or suppressing the generation of loss torque in the embodiment.
- FIG. 6 is a circuit diagram showing U-phase winding connections in a conventional 10-pole 12-slot brushless motor.
- FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, together with a vehicle configuration related thereto.
- This electric power steering apparatus has one end fixed to a steering wheel (steering wheel) 100 as an operating means for steering, a pinion mechanism 104, a steering angle sensor 2 for detecting a steering angle indicating a rotational position of the steering wheel 100, A torque sensor 3 for detecting a steering torque applied to the steering shaft 102 by the operation of the handle 100, a brushless motor 6 for generating a steering assist force for reducing a driver's load in the steering operation (steering operation), and Power is supplied from the reduction gear 7 that transmits steering assist force to the steering shaft 102 and the in-vehicle battery 8 through the revolution switch 9, and sensor signals from the steering angle sensor 2, torque sensor 3, and vehicle speed sensor 4 are received.
- an electronic control unit (ECU) 5 for controlling the drive of the brushless motor 6 based on the above-mentioned number.
- the driver operates the steering wheel 100 in a vehicle equipped with such an electric power steering device
- the steering torque by the operation is detected by the torque sensor 3, and the steering angle is detected by the steering angle sensor 2.
- the brushless motor 6 is driven by the ECU 5 based on the detected steering torque and steering angle and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 4.
- the brushless motor 6 generates a steering assist force, and this steering assist force is applied to the steering shaft 102 via the reduction gear 7, thereby reducing the load on the driver during the steering operation.
- the steering torque applied by the steering wheel operation and the The sum S with the torque by the steering assist force generated by the lacyless motor 6 and the output torque are given to the rack and pinion mechanism 104 via the steering shaft 102.
- Stator 61 includes a cylindrical yoke 615 and twelve teeth (saliency poles) 611a to 6111 that are provided to protrude from the inner peripheral surface of the yoke 615 toward the motor shaft 66.
- Corresponding windings 612a to 6121 are wound around these teeth 611a to 6111, and a predetermined current flows through these windings, so that the stator 61 has 12 poles in the circumferential direction. It becomes a state.
- the number of teeth that is, the number of windings
- the brushless motor 6 is a 10-pole 12-slot motor and has a feature that the number of slots is larger than the number of poles.
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Abstract
A brushless motor comprises a rotor including ten permanent magnets, and a stator including twelve teeth (or salient poles) having twelve wires individually wound thereon. Here, the twelve wires include such two wire groups for each phase as are composed of wires of the same number and connected in series and as are so connected in parallel that their individual induced voltages are substantially identical in magnitude and phase. These connections can suppress the generation of a circulating current, and the constitution of ten poles and twelve slots can reduce the impedance of the motor, thereby to deter and suppress the loss torque in the brushless motor and to suppress the cogging.
Description
明 細 書 Specification
ブラシレスモータ Brushless motor
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、界磁を形成するための永久磁石を備えるブラシレスモータに関し、より 詳しくは車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置 に使用されるブラシレスモータに関する。 TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a brushless motor including a permanent magnet for forming a field, and more particularly to a brushless motor used in an electric power steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle.
背景技術 Background art
[0002] 従来から、運転者がハンドル (ステアリングホイール)に加える操舵トルクに応じてブ ラシレスモータなどの電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力 を与える電動パワーステアリング装置が用いられて!/、る。 Conventionally, there has been used an electric power steering device that gives a steering assist force to a steering mechanism by driving an electric motor such as a brushless motor in accordance with a steering torque applied to a steering wheel (steering wheel) by a driver! / RU
[0003] このような電動パワーステアリング装置に通常使用されるブラシレスモータは、巻線 [0003] A brushless motor normally used in such an electric power steering apparatus has windings.
(コイル)が設けられた固定子 (ステータ)と永久磁石が設けられた回転子(ロータ)とを 備えた永久磁石電動モータであって、 3相電力で駆動されるものが多!/、。 Permanent magnet electric motors having a stator (stator) provided with (coils) and a rotor (rotor) provided with permanent magnets, many of which are driven by three-phase power!
[0004] また、この固定子の巻線は、各相毎に通常複数が設けられている。これらの巻線は 典型的には各相毎に直列に接続されることが多い。例えば、永久磁石の極数 (以下 単に「極数」と!/、う)が 8であり、固定子(ステータ)に設けられる突極(ティース)の数 (こ の数は突極間の空隙の数に等しいので以下「スロット数」とも呼ぶ)が 9である電動パ ワーステアリング装置に使用される従来の電動モータには、各相毎に 3つの巻線がそ れぞれ直列に接続される構成のものがある(特開 2001— 275325号公報を参照)。 [0004] Further, a plurality of stator windings are usually provided for each phase. These windings are typically connected in series for each phase. For example, the number of poles of a permanent magnet (hereinafter simply referred to as “number of poles!”) Is 8, and the number of salient poles (teeth) provided on the stator (stator) (this number is the gap between the salient poles) In the conventional electric motor used in the electric power steering apparatus with 9), three windings are connected in series for each phase. (See JP 2001-275325 A).
[0005] しかし、上記従来の電動モータのように巻線を直列に接続する構成では、渡り線が 長くなるためインピーダンスが大きくなり、その結果として銅損が大きくなる。そこで、 各相毎に複数の巻線をそれぞれ全て並列に接続する従来の電動モータがある。図 6 は、このように巻線を接続した 10極 12スロットの従来の電動モータにおいて、 U相巻 線の結線を示す回路図である。図 6に示されるように、 4つの U相巻線としての第 1か ら第 4までのコイル 90;!〜 904は、それぞれその一端を U相端子 910に接続されてお り、その他端を各相の中性点である中性点端子 920に接続されている。 [0005] However, in the configuration in which the windings are connected in series as in the above-described conventional electric motor, since the connecting wire becomes long, the impedance increases, and as a result, the copper loss increases. Therefore, there is a conventional electric motor in which a plurality of windings are connected in parallel for each phase. FIG. 6 is a circuit diagram showing the connection of the U-phase winding in the conventional 10-pole 12-slot electric motor with the windings connected in this way. As shown in FIG. 6, the first to fourth coils 90;! To 904 as four U-phase windings are connected to the U-phase terminal 910 at one end and the other end is connected to the other end. It is connected to the neutral point terminal 920, which is the neutral point of each phase.
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 Disclosure of the invention Problems to be solved by the invention
[0006] しかし、図 6に示すように並列の結線をすると、直列に結線する場合には生じない 損失(ロストルク)が発生することになる。すなわち、第 1のコイル 901における誘起電 圧を Ec l = sin ( Θ )とするとき、第 2力、ら第 4までのコィノレ 902〜904における誘起電 圧 Ec2〜Ec4は次式(1)〜(3)のように表すことができる。 [0006] However, when parallel connections are made as shown in FIG. 6, a loss (loss torque) that does not occur when connecting in series occurs. That is, when the induced voltage in the first coil 901 is Ec l = sin (Θ), the induced voltages Ec2 to Ec4 in the coins 902 to 904 from the second force to the fourth are expressed by the following equations (1) to (1) to It can be expressed as (3).
Ec2 = sin ( Θ— π /6) …ひ) Ec2 = sin (Θ— π / 6)… hi)
Ec3 = sin ( θ ) · ' · (2) Ec3 = sin (θ) '' (2)
Ec4 = sin ( Θ— π /6) … ) Ec4 = sin (Θ— π / 6)…)
[0007] このように、第 1のコィノレ 901および第 2のコィノレ 902の間と、第 3のコィノレ 903およ び第 4のコイル 904の間とは、それぞれ誘起電圧に π /6の位相ずれがあるので、こ れらのコイル間に図 6に示す電流 II , 12 (すなわち循環電流)が流れる。このような循 環電流は電動モータのロストルクを発生させる。その結果、電動パワーステアリング装 置におけるハンドル戻りの悪化などの操作フィーリングの低下が生じる。 [0007] As described above, the phase shift of π / 6 is caused between the first coinore 901 and the second coinore 902 and between the third coinole 903 and the fourth coil 904, respectively, in the induced voltage. Therefore, currents II and 12 (that is, circulating currents) shown in FIG. 6 flow between these coils. Such circulating current generates a loss torque of the electric motor. As a result, there is a decrease in operational feeling such as deterioration of steering wheel return in the electric power steering apparatus.
[0008] また、上記のように永久磁石の極数が多くなると、相対的に突極(ティース)の幅が 狭くなるのでその剛性が低下するとともに電動モータの騒音や振動を発生させること がある。この点にのみ着目すれば突極 (ティース)の幅を広くすることが好ましいが、 一般的に突極 (ティース)の磁束密度が低下すると電動モータのインダクタンスが大き くなる。そして、インダクタンスが大きいモータは銅損が大きぐ銅損は電動モータを 発熱させてロストルクを発生させるので、上記循環電流が発生する場合と同様、結果 として電動パワーステアリング装置におけるアシスト力不足などの操作フィーリングの 低下が生じる。 [0008] In addition, when the number of poles of the permanent magnet is increased as described above, the width of the salient pole (tooth) is relatively narrow, so that its rigidity is lowered and noise and vibration of the electric motor may be generated. . Focusing only on this point, it is preferable to increase the width of the salient pole (teeth), but generally the inductance of the electric motor increases as the magnetic flux density of the salient pole (tooth) decreases. A motor with a large inductance has a large copper loss, and a copper loss causes the electric motor to generate heat and generate a loss torque. As in the case where the circulating current is generated, an operation such as lack of assist force in the electric power steering device results. The feeling is reduced.
[0009] そこで本発明は、各相の巻線をそれぞれ直列に接続することなぐロストルクの発生 を抑止または抑制したブラシレスモータおよびそれを備える電動パワーステアリング 装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a brushless motor that suppresses or suppresses generation of loss torque without connecting windings of respective phases in series, and an electric power steering apparatus including the brushless motor.
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0010] 第 1の発明は、 3相電力により駆動される Υ結線された複数の巻線を含む円環状の 固定子と、前記固定子の内側に配されて当該固定子に対して回転自在に支持され ており周方向に複数の極を形成する永久磁石を含む回転子とを備えるブラシレスモ
ータであって、 [0010] A first invention is an annular stator that includes a plurality of windings that are driven by three-phase power, and that is arranged inside the stator and is rotatable with respect to the stator. And a rotor including a permanent magnet that forms a plurality of poles in the circumferential direction. And
前記固定子は、 The stator is
前記複数の巻線を 1つずつ施されており、前記回転子に向かってそれぞれ突き 出るよう円周方向に沿って等しい間隔を空けて配設された同じ大きさの複数のティー ス部と、 The plurality of windings are provided one by one, and a plurality of teeth portions of the same size disposed at equal intervals along the circumferential direction so as to protrude toward the rotor,
前記複数のティース部が結合される円環状のヨーク部と An annular yoke portion to which the plurality of teeth portions are coupled;
を含み、 Including
前記複数の巻線は、直列接続される同数の巻線からなる複数の巻線群であって、 それぞれの誘起電圧の大きさおよび位相が略一致するように選ばれた複数の巻線 群を並列接続して各相毎に含み、 The plurality of windings are a plurality of winding groups composed of the same number of windings connected in series, and the plurality of winding groups selected so that the magnitudes and phases of the induced voltages substantially coincide with each other. Connected in parallel and included for each phase,
前記永久磁石の極数は、 9以上の 3の倍数個が設けられる前記ティース部の数より も少なぐかつ前記ティース部の数の 2/3よりも多いことを特徴とする。 The number of poles of the permanent magnet is smaller than the number of the tooth portions provided with a multiple of 3 that is 9 or more and more than 2/3 of the number of the tooth portions.
[0011] 第 2の発明は、第 1の発明において、 [0011] The second invention is the first invention,
前記複数の巻線群は、前記ティース部の数と前記永久磁石により形成される極の 数との差の絶対値の約数のうちの 1つと同じ数だけ設けられることを特徴とする。 The plurality of winding groups are provided in the same number as one of the divisors of the absolute value of the difference between the number of the tooth portions and the number of poles formed by the permanent magnet.
[0012] 第 3の発明は、第 1の発明において、 [0012] A third invention is the first invention,
前記ティース部は、 12個設けられ、 Twelve teeth are provided,
前記永久磁石は、 10個の極を形成することを特徴とする。 The permanent magnet forms 10 poles.
[0013] 第 4の発明は、第 1の発明に記載のブラシレスモータを備え、 [0013] A fourth invention comprises the brushless motor according to the first invention,
とにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与えることを特徴とする。 Thus, a steering assist force is applied to the steering mechanism of the vehicle.
発明の効果 The invention's effect
[0014] 上記第 1の発明によれば、永久磁石の極数がティース部の数よりも少ないことにより インピーダンスを小さくすることができ、永久磁石の極数がティース部の数の 2/3より も多いことによりコギングを抑制することができる。また、複数の巻線が、直列接続され る同数の巻線からなる巻線群であって、それぞれの誘起電圧の大きさおよび位相が 略一致するように選ばれた複数の巻線群を並列接続して各相毎に含むことにより、循 環電流の発生を抑止することができる。以上により、ロストルクの発生を抑止または抑 制することができ、かつコギングを抑制することができる。
[0015] 上記第 2の発明によれば、巻線群が I (ティース部の数 永久磁石の極数) Iの約 数のうちの 1つと同じ数だけ設けられるので、循環電流の発生を抑止することができ、 ロストルクの発生を抑止または抑制することができる。 [0014] According to the first aspect of the invention, the number of poles of the permanent magnet is smaller than the number of teeth portions, whereby the impedance can be reduced, and the number of poles of the permanent magnet is less than 2/3 of the number of teeth portions. In addition, cogging can be suppressed. In addition, the plurality of windings is a winding group composed of the same number of windings connected in series, and the plurality of winding groups selected so that the magnitudes and phases of the respective induced voltages substantially coincide with each other. By connecting and including each phase, the generation of circulating current can be suppressed. As described above, the generation of loss torque can be suppressed or suppressed, and cogging can be suppressed. [0015] According to the second aspect of the present invention, since the number of winding groups is the same as one of the divisors of I (the number of teeth and the number of poles of the permanent magnet) I, the generation of circulating current is suppressed. The generation of loss torque can be suppressed or suppressed.
[0016] 上記第 3の発明によれば、実用的なブラシレスモータにおいて、特にロストルクの発 生を抑止または抑制することができ、かつコギングを抑制することができる。 [0016] According to the third aspect of the invention, in a practical brushless motor, in particular, the generation of loss torque can be suppressed or suppressed, and cogging can be suppressed.
[0017] 上記第 4の発明によれば、上記第 1の発明と同様の効果を奏するブラシレスモー タを備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。 [0017] According to the fourth aspect of the invention, an electric power steering apparatus including a brushless motor that exhibits the same effect as the first aspect of the invention can be provided.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0018] [図 1]本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連 する車両構成と共に示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention together with a vehicle configuration related thereto.
[図 2]上記実施形態におけるブラシレスモータの回転軸に対する垂直断面図である。 FIG. 2 is a vertical sectional view with respect to the rotation axis of the brushless motor in the embodiment.
[図 3]上記実施形態におけるブラシレスモータにおいて、 U相巻線の結線を示す回路 図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing connection of U-phase windings in the brushless motor in the embodiment.
[図 4]上記実施形態におけるブラシレスモータのヨークおよびティースの主要部を拡 大した図である。 FIG. 4 is an enlarged view of a main part of a yoke and teeth of a brushless motor in the embodiment.
[図 5]上記実施形態において、ロストルクの発生を抑止または抑制しつつコギングを 抑制するために好適なスロット数と極数との組み合わせを示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a combination of the number of slots and the number of poles suitable for suppressing cogging while suppressing or suppressing the generation of loss torque in the embodiment.
[図 6]従来の 10極 12スロットのブラシレスモータにおいて、 U相巻線の結線を示す回 路図である。 FIG. 6 is a circuit diagram showing U-phase winding connections in a conventional 10-pole 12-slot brushless motor.
符号の説明 Explanation of symbols
2 …舵角センサ 2 ... Rudder angle sensor
3 …トルクセンサ 3… Torque sensor
4 …車速センサ 4… Vehicle speed sensor
5 …電子制御ユニット 5… Electronic control unit
6 …ブラシレスモータ 6… Brushless motor
61 …ステータ 61… Stator
65 …ロータ 65… Rotor
66 …モータ軸
611a~6111 …ティース 66… Motor shaft 611a ~ 6111… Teeth
612a~6121 …巻線 612a ~ 6121 ... Winding
613···υ相端子 613 ... υ phase terminal
614· · ·中性点端子 614
615…ヨーク 615 ... York
651a~651j …永久磁石 651a ~ 651j… Permanent magnet
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0020] 以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
< 1. 全体構成〉 <1. Overall configuration>
図 1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに 関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操 舵のための操作手段としてのハンドル (ステアリングホイール) 100に一端が固着され ピニオン機構 104と、ハンドル 100の回転位置を示す舵角を検出する舵角センサ 2と 、ハンドル 100の操作によってステアリングシャフト 102に加えられる操舵トルクを検 出するトルクセンサ 3と、ハンドル操作 (操舵操作)における運転者の負荷を軽減する ための操舵補助力を発生させるブラシレスモータ 6と、その操舵補助力をステアリング シャフト 102に伝達する減速ギヤ 7と、車載バッテリ 8からイダニシヨンスィッチ 9を介し て電源の供給を受け、舵角センサ 2や、トルクセンサ 3、車速センサ 4からのセンサ信 号に基づきブラシレスモータ 6の駆動を制御する電子制御ユニット(ECU) 5とを備え ている。 FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, together with a vehicle configuration related thereto. This electric power steering apparatus has one end fixed to a steering wheel (steering wheel) 100 as an operating means for steering, a pinion mechanism 104, a steering angle sensor 2 for detecting a steering angle indicating a rotational position of the steering wheel 100, A torque sensor 3 for detecting a steering torque applied to the steering shaft 102 by the operation of the handle 100, a brushless motor 6 for generating a steering assist force for reducing a driver's load in the steering operation (steering operation), and Power is supplied from the reduction gear 7 that transmits steering assist force to the steering shaft 102 and the in-vehicle battery 8 through the revolution switch 9, and sensor signals from the steering angle sensor 2, torque sensor 3, and vehicle speed sensor 4 are received. And an electronic control unit (ECU) 5 for controlling the drive of the brushless motor 6 based on the above-mentioned number.
[0021] このような電動パワーステアリング装置を搭載した車両において運転者がハンドル 1 00を操作すると、その操作による操舵トルクがトルクセンサ 3によって検出されると共 に舵角が舵角センサ 2によって検出され、検出された操舵トルクおよび舵角と車速セ ンサ 4によって検出された車速とに基づいて ECU5によりブラシレスモータ 6が駆動さ れる。これによりブラシレスモータ 6は操舵補助力を発生し、この操舵補助力が減速 ギヤ 7を介してステアリングシャフト 102に加えられることにより、操舵操作における運 転者の負荷が軽減される。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵トルクとブ
ラシレスモータ 6の発生する操舵補助力によるトルクとの和力 S、出力トルクとして、ステ ァリングシャフト 102を介してラックピニオン機構 104に与えられる。これによりピニォ ン軸が回転すると、その回転がラックピニオン機構 104によってラック軸の往復運動 に変換される。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアームから成る連結部材 10 6を介して車輪 108に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪 108の向き が変わる。 [0021] When the driver operates the steering wheel 100 in a vehicle equipped with such an electric power steering device, the steering torque by the operation is detected by the torque sensor 3, and the steering angle is detected by the steering angle sensor 2. Then, the brushless motor 6 is driven by the ECU 5 based on the detected steering torque and steering angle and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 4. As a result, the brushless motor 6 generates a steering assist force, and this steering assist force is applied to the steering shaft 102 via the reduction gear 7, thereby reducing the load on the driver during the steering operation. In other words, the steering torque applied by the steering wheel operation and the The sum S with the torque by the steering assist force generated by the lacyless motor 6 and the output torque are given to the rack and pinion mechanism 104 via the steering shaft 102. Thus, when the pinion shaft rotates, the rotation is converted into the reciprocating motion of the rack shaft by the rack and pinion mechanism 104. Both ends of the rack shaft are connected to a wheel 108 via a connecting member 106 composed of a tie rod and a knuckle arm, and the direction of the wheel 108 changes according to the reciprocating motion of the rack shaft.
[0022] < 2. ブラシレスモータの構成〉 [0022] <2. Configuration of brushless motor>
図 2は、ブラシレスモータ 6の回転軸に対する垂直断面図である。図 2に示されるよ うに、このブラシレスモータ 6は回転軸であるモータ軸 66の軸回りに回転するロータ( 回転子) 65と、このロータ 65を囲むように狭い隙間(エアギャップ)を空けて設けられ るステータ(固定子) 61とを備えている。 FIG. 2 is a vertical sectional view with respect to the rotation axis of the brushless motor 6. As shown in FIG. 2, the brushless motor 6 has a rotor (rotor) 65 that rotates around the rotation axis of the motor shaft 66 and a narrow gap (air gap) that surrounds the rotor 65. And a stator (stator) 61 provided.
[0023] ロータ 65は、その周方向に 10個の永久磁石 651a〜651jが配されることにより、周 方向に 10極を有する状態となっている。これらの永久磁石 651a〜651jは、径方向( 回転軸に垂直な方向)に着磁する希土類ネオジゥム系の磁石であって、周方向に N 極と S極とが交互に配されるように並べられている。なお、前述したように、上記永久 磁石の極数を単に「極数」と呼ぶ。 [0023] The rotor 65 has ten poles in the circumferential direction by arranging ten permanent magnets 651a to 651j in the circumferential direction. These permanent magnets 651a to 651j are rare earth neodymium magnets that are magnetized in the radial direction (perpendicular to the rotation axis), and are arranged so that N and S poles are alternately arranged in the circumferential direction. It has been. As described above, the number of poles of the permanent magnet is simply called “number of poles”.
[0024] ステータ 61は、筒状のヨーク 615と、このヨーク 615の内周面からモータ軸 66に向 力、つて突き出すように設けられる 12個のティース(突極) 611a〜6111とを含む。これ らのティース 611a〜6111には、対応する巻線 612a〜6121が巻き付けられており、こ れらの巻線に所定の電流が流れることにより、ステータ 61はその周方向に 12極を有 する状態となる。なお、前述したように、上記ステータ 61の極数に対応するティース数 (すなわち巻線数)を「スロット数」と呼ぶ。したがって、本ブラシレスモータ 6は 10極 1 2スロットのモータであり、極数よりもスロット数が多い点に特徴を有している力 詳しく は後述する。 Stator 61 includes a cylindrical yoke 615 and twelve teeth (saliency poles) 611a to 6111 that are provided to protrude from the inner peripheral surface of the yoke 615 toward the motor shaft 66. Corresponding windings 612a to 6121 are wound around these teeth 611a to 6111, and a predetermined current flows through these windings, so that the stator 61 has 12 poles in the circumferential direction. It becomes a state. As described above, the number of teeth (that is, the number of windings) corresponding to the number of poles of the stator 61 is referred to as the “slot number”. Therefore, the brushless motor 6 is a 10-pole 12-slot motor and has a feature that the number of slots is larger than the number of poles.
[0025] ここで巻線 612a〜6121は、具体的には 4つずつ 3組の巻線が U相、 V相、または W相の電力により駆動されるよう、図示されない三相電力源に適宜接続されている。 なおここでは後述するように Y結線方式が採用されている。上記三相電力源は、例え ば上記各相に対応するパルス幅を制御された電圧信号であるパルス幅変調(PWM
)信号を出力することにより、ブラシレスモータ 6の回転を制御する。なおこのような巻 線の構成は、ロストルクの発生を抑止または抑制するように工夫された巻線の各相毎 の結線 (接続関係)を除レ、て周知であるので、各相毎の結線以外の詳しレ、説明は省 略し、以下図 3を参照して本ブラシレスモータ 6に特有な巻線の結線について説明す る。なお、 3相に対応する 3組の巻線は前述したように Y結線されており、各組の巻線 をそれぞれ U相巻線、 V相巻線、および W相巻線と呼ぶものとする。 [0025] Here, the windings 612a to 6121 are suitably used as a three-phase power source (not shown) so that four sets of four windings are driven by U-phase, V-phase, or W-phase power. It is connected. Here, as will be described later, the Y connection method is adopted. The three-phase power source includes, for example, a pulse width modulation (PWM) that is a voltage signal with a pulse width controlled corresponding to each phase. The rotation of the brushless motor 6 is controlled by outputting a signal. Such a winding configuration is well known except for the connection (connection relationship) of each phase of the winding, which is devised to suppress or suppress the generation of loss torque. Details and explanations other than the above are omitted, and the wire connections unique to the brushless motor 6 will be described below with reference to FIG. The three sets of windings corresponding to the three phases are Y-connected as described above, and each set of windings is called a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding. .
[0026] 図 3は、 10極 12スロットである本ブラシレスモータ 6において、 U相巻線の結線を示 す回路図である。図 3に示されるように、 U相巻線として機能する 4つの第 1から第 4ま での巻泉 612a〜612dのうち、第 1および第 2の巻泉 612a, 612b力直歹 IJに接続され 、かつ第 3よび第 4の巻線 612c, 612dが直列に接続されており、これら直列に接続 されている 2つの巻線同士は並列に接続されている。また、第 1および第 3の巻線 61 2a, 612cの一端は各相の中性点である中性点端子 614に接続されており、第 2およ び第 4の巻線 612b, 612dの一端は U相端子 613に接続されている。このように巻線 を接続することにより、全ての巻線を直列に結線する従来の結線よりもインピーダンス を小さくすることができ、その結果として銅損を小さくすることができる。 FIG. 3 is a circuit diagram showing the connection of the U-phase winding in the brushless motor 6 having 10 poles and 12 slots. As shown in Fig. 3, out of the four first to fourth springs 612a to 612d that function as U-phase windings, they are connected to the first and second springs 612a and 612b. The third and fourth windings 612c and 612d are connected in series, and the two windings connected in series are connected in parallel. In addition, one end of each of the first and third windings 61 2a and 612c is connected to a neutral point terminal 614 that is a neutral point of each phase, and the second and fourth windings 612b and 612d One end is connected to U-phase terminal 613. By connecting the windings in this way, the impedance can be made smaller than the conventional connection in which all the windings are connected in series, and as a result, the copper loss can be reduced.
[0027] また、このように結線しても、循環電流によるロストルクが生じることはない。すなわち 、第 1の巻線 612aにおける誘起電圧を El = sin ( Θ )とするとき、第 2から第 4までの 巻線 612b〜612dにおける誘起電圧 E2〜E4は次式(4)〜(6)のように表すことが できる。 [0027] Even if the wiring is made in this way, loss torque due to circulating current does not occur. That is, when the induced voltage in the first winding 612a is El = sin (Θ), the induced voltages E2 to E4 in the second to fourth windings 612b to 612d are expressed by the following equations (4) to (6) It can be expressed as
E2 = sin ( Θ— π /6) …(4) E2 = sin (Θ— π / 6) (4)
E3 = sin ( θ ) · ' · (5) E3 = sin (θ)
E4 = sin ( θ— π /6) …(6) E4 = sin (θ— π / 6) (6)
[0028] したがって、直列に接続される第 1および第 2の巻線 612a, 612bの両端の電圧(E 1 + E2)の大きさおよび位相は、直列に接続される第 3および第 4の巻線 612c, 612 dの両端の電圧(E3 + E4)の大きさおよび位相と一致するので、これらの巻線の間に 循環電流が生じることはない。したがって、循環電流によりブラシレスモータのロスト ルクが発生することがないので、電動パワーステアリング装置におけるハンドル戻りの 悪化などの操作フィーリングの低下を未然に防止することができる。
[0029] 次に、図 4を参照して、スロット数よりも極数が少な!/、ブラシレスモータは、スロット数 よりも極数が多いブラシレスモータよりもインピーダンスが小さくなることを巻線の詳し い構成とともに説明する。 [0028] Therefore, the magnitude and phase of the voltage (E 1 + E2) across the first and second windings 612a and 612b connected in series are the same as the third and fourth windings connected in series. Since the voltage (E3 + E4) across the lines 612c and 612d matches the magnitude and phase, there will be no circulating current between these windings. Therefore, the brushless motor is not lost due to the circulating current, so that it is possible to prevent a decrease in operation feeling such as a deterioration of the steering wheel return in the electric power steering apparatus. [0029] Next, referring to FIG. 4, the number of poles is smaller than the number of slots! /, And the details of the windings are that a brushless motor has a smaller impedance than a brushless motor with more poles than the number of slots. This will be described together with the configuration.
[0030] 図 4は、本ブラシレスモータにおけるヨークおよびティースの主要部を拡大した図で ある。図 4に示されるように、例えばティース 61 l aには巻線 612aが巻き付けられてい る。より詳しく説明すると、底部に顎部を有する筒状のボビンに対して巻線 612aを巻 き付け、そのボビンの先端部分に巻線抑え板を圧入し、巻線 612aが巻き付けられた ボビンをティース 611 aに揷入することにより巻線 612aをティース 611aに巻き付けら れた状態にする。このようにして巻線 612a〜6121をティース 611 a〜6111に巻き付 ける。このような集中巻きの方式は突極巻きとも呼ばれる。このように複数のスロットに 分布して巻く分布巻きを行うことなく集中巻きを行うことにより、有効磁束を形成しない 巻線部分をほとんどなくすことができるので、銅損を低減させることができる。 FIG. 4 is an enlarged view of main portions of the yoke and teeth in the brushless motor. As shown in FIG. 4, for example, a winding 612a is wound around the teeth 61la. More specifically, the winding 612a is wound around a cylindrical bobbin having a jaw at the bottom, a winding restraining plate is press-fitted into the tip of the bobbin, and the bobbin around which the winding 612a is wound is teethed. The winding 612a is wound around the teeth 611a by inserting it into 611a. In this manner, the windings 612a to 6121 are wound around the teeth 611a to 6111. Such a concentrated winding method is also called salient pole winding. In this way, by performing concentrated winding without performing distributed winding that is distributed over a plurality of slots, it is possible to eliminate almost no winding portion that does not form an effective magnetic flux, thereby reducing copper loss.
[0031] また、図 4を参照すればわかるように、本ブラシレスモータ 6は、 10極 12スロットであ つてスロット数よりも極数が少ないので、 1つのティースを通過する磁束の密度が高く なる。そのため、ティースの磁束密度が高くなることからインダクタンスが低下し、イン ピーダンスが低下する。このようにインピーダンスが小さいモータは銅損が小さいので 発熱によるロストノレクを ί卬制することカできる。 [0031] As can be seen from FIG. 4, the brushless motor 6 has 10 poles and 12 slots, and the number of poles is smaller than the number of slots, so the density of magnetic flux passing through one tooth is increased. . For this reason, since the magnetic flux density of the teeth increases, the inductance decreases and the impedance decreases. A motor with such a low impedance has a small copper loss, so it is possible to control lost nore due to heat generation.
[0032] もっとも、永久磁石モータのコギングを抑制する(具体的にはコギングトルクの大きさ およびその変動幅を小さくする)には、スロット数と極数との最小公倍数が大きくなるよ うにそれらの値を設定することが効果的であることが知られている。この点、本ブラシ レスモータ 6は、 10極 12スロットであって最小公倍数は十分に大きいため、コギング を抑制すること力 Sできる。ロストルクの発生を抑止または抑制しつつ、コギングを抑制 するために好適なスロット数と極数との組み合わせについて、図 5を参照して説明す [0032] However, in order to suppress cogging of the permanent magnet motor (specifically, to reduce the magnitude of cogging torque and its fluctuation range), the least common multiple of the number of slots and the number of poles is increased. It is known that setting a value is effective. In this regard, this brushless motor 6 has 10 poles and 12 slots and the least common multiple is sufficiently large, and therefore can suppress cogging. A combination of the number of slots and the number of poles suitable for suppressing cogging while suppressing or suppressing the occurrence of loss torque will be described with reference to FIG.
[0033] 図 5は、上記好適な極数とスロット数との組み合わせを示す図である。図 5に示され る X印は高い効率を有するがコギングの影響が大きく出ることが知られている極数と スロット数との組み合わせであり、具体的には極数とスロット数との比(すなわち極数: スロット数)が 2 : 3または 4 : 3となる組み合わせである。また、図 5に示される〇印はコ
ギングが比較的小さいことが知られている実用的なブラシレスモータにおける組み合 わせである。さらに、図 5に示される◎印は本ブラシレスモータ 6における極数とスロッ ト数との組み合わせである。 FIG. 5 is a diagram showing a combination of the preferred number of poles and number of slots. The X mark shown in Fig. 5 is a combination of the number of poles and the number of slots, which is known to have a high efficiency but is greatly affected by cogging. Specifically, the ratio between the number of poles and the number of slots ( That is, the number of poles: the number of slots) is 2: 3 or 4: 3. In addition, the 〇 mark shown in Fig. 5 This is a combination in a practical brushless motor whose ging is known to be relatively small. Furthermore, the symbol ◎ shown in FIG. 5 represents a combination of the number of poles and the number of slots in the brushless motor 6.
[0034] この図 5を参照すると、〇印により示される組み合わせの上限および下限は、 X印 により示される組み合わせに事実上ほぼ一致している。すなわち、〇印により示され る組み合わせにおける極数は、 3相電力で駆動されるため 3の倍数個となるスロット数 の 2/3よりも多ぐ 4/3よりも少なくなる。 [0034] Referring to FIG. 5, the upper limit and the lower limit of the combination indicated by ◯ are substantially the same as the combination indicated by X. In other words, the number of poles in the combination indicated by a circle is driven by three-phase power, and is less than 4/3, more than 2/3 of the number of slots that is a multiple of 3.
[0035] もっとも、ブラシレスモータのインピーダンスを小さくすることにより発熱によるロスト ルクの発生を抑止または抑制するためには、前述したようにスロット数よりも極数を少 なくすることが好ましいので、このことを考慮した好適な組み合わせにおける極数は、 スロット数の 2/3よりも多ぐスロット数よりも少なくなる。なお、極数とスロット数とが同 数である場合はロータが回転しないので考慮する必要がない。 [0035] However, in order to suppress or suppress the occurrence of rostroke due to heat generation by reducing the impedance of the brushless motor, it is preferable to reduce the number of poles rather than the number of slots as described above. The number of poles in the preferred combination taking into account is less than the number of slots greater than 2/3 of the number of slots. If the number of poles and the number of slots are the same, there is no need to consider because the rotor does not rotate.
[0036] ここで、さらに巻線間を流れる循環電流によるロストルクの発生を抑止することがで きる極数とスロット数との組み合わせについて考察する。まず、スロット数が 9の場合( すなわち上記比が 8: 9の場合)、或る 1つの相における 3つの巻線のうちの 1つにつ いて生じる誘起電圧の位相を 0° とするとき、当該相における残り 2つの巻線につい て生じる誘起電圧の位相は、それぞれ 20° および + 20° となる。したがって、循 環電流の発生を防止するには、これら 3つの巻線を全て直列に接続するしかない。な お、上記比が 10 : 9の場合は、極数がスロット数よりも多くなるのでここでは考慮しない [0036] Here, a combination of the number of poles and the number of slots capable of suppressing the generation of loss torque due to the circulating current flowing between the windings will be considered. First, when the number of slots is 9 (that is, when the above ratio is 8: 9), when the phase of the induced voltage for one of the three windings in one phase is 0 °, The phase of the induced voltage for the remaining two windings in the phase is 20 ° and + 20 °, respectively. Therefore, all three windings can only be connected in series to prevent circulating currents. When the above ratio is 10: 9, the number of poles is larger than the number of slots, so it is not considered here.
[0037] 次に、スロット数が 12の場合(すなわち上記比が 10 : 12の場合)、或る 1つの相にお ける 4つの巻線のうちの 1つについて生じる誘起電圧の位相を 0° とするとき、当該相 における残り 3つの巻線について生じる誘起電圧の位相は、それぞれ + 30° 、 0° および + 30° となる。したがって、循環電流の発生を防止するには、これら複数の巻 線を全て直列に接続するカ または上記位相が 0° となる 1つの巻線と上記位相が + 30° となる 1つの巻線を直列に接続したものを 1組として、この 1組と残りの巻線を 直列に接続した 1組とを並列に接続することが考えられる。この並列に接続した結線 が本ブラシレスモータ 6における結線であって、前述した図 3に示されるとおりである。
[0038] 続いて、スロット数が 15の場合(すなわち上記比が 14 : 15の場合)、或る 1つの相に おける 5つの巻線のうちの 1つについて生じる誘起電圧の位相を 0° とするとき、当該 相における残り 4つの巻線について生じる誘起電圧の位相は、それぞれ + 12° 、― 12° 、 + 24° および— 24° となる。したがって、循環電流の発生を防止するには、 これら複数の巻線を全て直列に接続するしかない。 [0037] Next, when the number of slots is 12 (that is, when the above ratio is 10:12), the phase of the induced voltage generated for one of the four windings in one phase is 0 °. Then, the phases of the induced voltages generated for the remaining three windings in the phase are + 30 °, 0 ° and + 30 °, respectively. Therefore, in order to prevent the generation of circulating current, connect all these windings in series or one winding with the above phase 0 ° and one winding with the above phase + 30 °. It can be considered that one set connected in series is connected in parallel with one set connected in series with the remaining windings. The connection connected in parallel is the connection in the brushless motor 6 as shown in FIG. [0038] Subsequently, when the number of slots is 15 (that is, when the ratio is 14:15), the phase of the induced voltage generated for one of the five windings in one phase is 0 °. Then, the phase of the induced voltage generated for the remaining four windings in the phase is + 12 °, -12 °, + 24 ° and -24 °, respectively. Therefore, to prevent the generation of circulating current, all these windings must be connected in series.
[0039] また、スロット数が 21の場合(すなわち上記比が 20 : 21の場合)、或る 1つの相にお ける 7つの巻線のうちの 1つについて生じる誘起電圧の位相を 0° とするとき、当該相 における残り 6つの巻線について生じる誘起電圧の位相は、それぞれ + 8. 6° 、—8 . 6° , + 17. 1° , - 17. 1° 、 + 25. 7。 、および一 25. 7° となる。したカつて、循 環電流の発生を防止するには、これら複数の巻線を全て直列に接続するしかない。 [0039] When the number of slots is 21 (that is, when the ratio is 20:21), the phase of the induced voltage generated in one of the seven windings in one phase is 0 °. Then, the phases of the induced voltage generated for the remaining 6 windings in the phase are + 8.6 °, -8.6 °, + 17.1 °,-17.1 °, and +25.7, respectively. And 15.7 °. Therefore, the only way to prevent the generation of circulating current is to connect all these windings in series.
[0040] このように、複数の巻線の組は、スロット数であるティース部の数と永久磁石により形 成される極数との差の絶対値の約数のうちの 1つと同じ数だけ設けられることになる。 すなわち、 8極 9スロットの場合は、上記約数は 1のみとなって、複数の巻線は直列、 すなわち並列数 1で接続される。このことは、例えば上記 14極 15スロットの場合およ び 20極 21スロットの場合も同様である。し力、し、 10極 12スロットの場合には、上記約 数は 1および 2となり、並列数 2で接続される組み合わせは、全て直列に接続する場 合よりもインピーダンスが小さくなる。したがって図 5に示される組み合わせのうち、本 ブラシレスモータ 6において採用されている極数が 10でありスロット数が 12である組 み合わせが実用的なブラシレスモータにおいて極めて好適であることがわかる。 [0040] Thus, the number of winding sets is the same as one of the divisors of the absolute value of the difference between the number of teeth, which is the number of slots, and the number of poles formed by the permanent magnet. Will be provided. That is, in the case of 8 poles and 9 slots, the above divisor is only 1, and the windings are connected in series, that is, in parallel number 1. The same applies to the case of 14 poles and 15 slots and the case of 20 poles and 21 slots. In the case of 10 poles and 12 slots, the above divisors are 1 and 2, and the combinations connected in parallel number 2 all have lower impedance than when they are all connected in series. Therefore, it can be seen that, among the combinations shown in FIG. 5, the combination in which the number of poles employed in the brushless motor 6 is 10 and the number of slots is 12 is extremely suitable for a practical brushless motor.
[0041] < 3. 効果〉 [0041] <3. Effect>
以上のように、本ブラシレスモータ 6は、 10個の永久磁石 651a〜651jにより形成さ れる永久磁石の極数が( 12個の巻線 612a~6121の数に等し!/、) 12個のティース 61 la〜6111の数よりも少ないことによりインピーダンスが小さくなり、このティース数の 2 /3よりも多いことによりコギングを抑制することができる。また、巻線 612a〜6121は、 それぞれの誘起電圧の大きさおよび位相が略一致するよう並列に接続される第 1お よび第 2の巻泉 612a, 612bと第 3および第 4の巻泉 612c, 612dのように、直歹 IJ接 続される同数の巻線からなる巻線群であって、それぞれの誘起電圧の大きさおよび 位相が略一致するよう並列に接続される 2個の巻線群を各相毎に含むことにより、循
環電流の発生を抑止することができる。 As described above, in the brushless motor 6, the number of poles of the permanent magnet formed by the 10 permanent magnets 651a to 651j is equal to the number of the 12 windings 612a to 6121! /, 12 The impedance is reduced by being less than the number of teeth 61 la to 6111, and cogging can be suppressed by being more than 2/3 of the number of teeth. In addition, the windings 612a to 6121 are connected in parallel so that the magnitudes and phases of the induced voltages substantially coincide with each other, and the first and second springs 612a and 612b and the third and fourth springs 612c are connected. , 612d, a winding group consisting of the same number of windings connected in direct IJ, and connected in parallel so that the magnitude and phase of each induced voltage are substantially the same. By including groups for each phase, Generation of ring current can be suppressed.
[0042] したがって、このようにロストルクの発生が抑止または抑制されコギングが抑制され たブラシレスモータ 6を搭載した本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、 ハンドル戻りの悪化などの操作フィーリングの低下を抑制することができる。 Therefore, the electric power steering apparatus according to this embodiment equipped with the brushless motor 6 in which the generation of the loss torque is suppressed or suppressed and the cogging is suppressed in this manner reduces the operation feeling such as deterioration of the steering wheel return. Can be suppressed.
[0043] < 4. 変形例〉 [0043] <4. Variation>
上記実施形態では、第 1の巻線 612aがティース 61 laに巻き付けられ、第 2の巻線 612bがティース 611bに巻き付けられ、第 3の巻泉 612c力 Sティース 611cに巻き付け られ、第 4の巻線 612dがティース 61 Idに巻き付けられる構成である力 このような対 応関係に限定されるわけではなぐ例えば、第 3の巻線 612cがティース 61 lbに巻き 付けられ、第 2の巻線 612bがティース 61 Idに巻き付けられる構成であってもよい。ま た、第 2の巻線 612bがティース 611dに巻き付けられ、第 3の巻線 612cがティース 6 l lgに巻き付けられ、第 4の巻線 612dがティース 61 ljに巻き付けられる構成、すな わち各相毎に巻線が 3つのティース毎に右回りに順に巻き付けられる構成であっても よい。
In the above embodiment, the first winding 612a is wound around the tooth 61 la, the second winding 612b is wound around the tooth 611b, the third winding 612c force is wound around the S tooth 611c, and the fourth winding. Force that is configured so that wire 612d is wound around teeth 61 Id.For example, the third winding 612c is wound around teeth 61 lb and the second winding 612b is It may be configured to be wound around the teeth 61 Id. Also, the second winding 612b is wound around the teeth 611d, the third winding 612c is wound around the teeth 6l lg, and the fourth winding 612d is wound around the teeth 61lj, that is, For each phase, the winding may be wound in the clockwise direction every three teeth.
Claims
[1] 3相電力により駆動される Y結線された複数の巻線を含む円環状の固定子と、前記 固定子の内側に配されて当該固定子に対して回転自在に支持されており周方向に 複数の極を形成する永久磁石を含む回転子とを備えるブラシレスモータであって、 前記固定子は、 [1] An annular stator including a plurality of Y-connected windings driven by three-phase power, and an inner side of the stator that is rotatably supported with respect to the stator. A brushless motor comprising a rotor including a permanent magnet that forms a plurality of poles in a direction, the stator comprising:
前記複数の巻線を 1つずつ施されており、前記回転子に向かってそれぞれ突き 出るよう円周方向に沿って等しい間隔を空けて配設された同じ大きさの複数のティー ス部と、 The plurality of windings are provided one by one, and a plurality of teeth portions of the same size disposed at equal intervals along the circumferential direction so as to protrude toward the rotor,
前記複数のティース部が結合される円環状のヨーク部と An annular yoke portion to which the plurality of teeth portions are coupled;
を含み、 Including
前記複数の巻線は、直列接続される同数の巻線からなる複数の巻線群であって、 それぞれの誘起電圧の大きさおよび位相が略一致するように選ばれた複数の巻線 群を並列接続して各相毎に含み、 The plurality of windings are a plurality of winding groups composed of the same number of windings connected in series, and the plurality of winding groups selected so that the magnitudes and phases of the induced voltages substantially coincide with each other. Connected in parallel and included for each phase,
前記永久磁石の極数は、 9以上の 3の倍数個が設けられる前記ティース部の数より も少なぐかつ前記ティース部の数の 2/3よりも多いことを特徴とする、ブラシレスモ ータ。 The number of poles of the permanent magnet is less than the number of the tooth portions provided with multiples of 3 or more and 3 and more than 2/3 of the number of the tooth portions. .
[2] 前記複数の巻線群は、前記ティース部の数と前記永久磁石により形成される極の 数との差の絶対値の約数のうちの 1つと同じ数だけ設けられることを特徴とする、請求 項 1に記載のブラシレスモータ。 [2] The plurality of winding groups are provided in the same number as one of divisors of absolute values of differences between the number of teeth and the number of poles formed by the permanent magnets. The brushless motor according to claim 1.
[3] 前記ティース部は、 12個設けられ、 [3] Twelve teeth are provided,
前記永久磁石は、 10個の極を形成することを特徴とする、請求項 1に記載のブラシ レスモータ。 The brushless motor according to claim 1, wherein the permanent magnet forms ten poles.
[4] 請求項 1に記載のブラシレスモータを備え、 [4] The brushless motor according to claim 1,
前記ブラシレスモータは、車両操舵のための操作手段による操作に応じて駆動され ることにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与えることを特徴とする、電 動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the brushless motor is driven in accordance with an operation by an operation means for steering the vehicle to apply a steering assist force to a steering mechanism of the vehicle.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04501199A (en) * | 1988-08-15 | 1992-02-27 | パシフィック・サイエンティフィック・カンパニー | Multiphase electronically commutated reluctance motor |
JPH0621552A (en) * | 1992-07-03 | 1994-01-28 | Sony Corp | Laser light generating equipment |
JP2000050603A (en) * | 1998-05-29 | 2000-02-18 | Ricoh Co Ltd | Dc brushless motor and polygon scanner employing the same |
JP2001119885A (en) * | 1999-10-21 | 2001-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | Stator of three-phase electric motor, and device for manufacturing it |
WO2007052385A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor and method of producing stator used for the motor |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04501199A (en) * | 1988-08-15 | 1992-02-27 | パシフィック・サイエンティフィック・カンパニー | Multiphase electronically commutated reluctance motor |
JPH0621552A (en) * | 1992-07-03 | 1994-01-28 | Sony Corp | Laser light generating equipment |
JP2000050603A (en) * | 1998-05-29 | 2000-02-18 | Ricoh Co Ltd | Dc brushless motor and polygon scanner employing the same |
JP2001119885A (en) * | 1999-10-21 | 2001-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | Stator of three-phase electric motor, and device for manufacturing it |
WO2007052385A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor and method of producing stator used for the motor |
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