(57)【要約】【課題】回転電機駆動装置及び回転電機において、回転電機の高出力化を図り、さらに、回転電機を高速駆動できる構成をより有効に実現することである。【解決手段】回転電機駆動装置であるインバータ１０ａは、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを備え、供給された直流電流を交流電流に変換し、回転電機１６を構成するステータ２０側の複数相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに交流電流を供給することにより、回転電機１６を駆動するために使用する。インバータ１０ａは、各相に対応して設けられたスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの回転電機１６側に接続され、使用時にステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続されるコンデンサ２２を備える。【選択図】図１
2010028921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子を備え、
供給された直流電流を交流電流に変換し、回転電機を構成するステータ側の複数相の１次巻線に交流電流を供給することにより、回転電機を駆動するための回転電機駆動装置であって、
各相に対応して設けられたスイッチング素子の回転電機側に接続され、使用時に１次巻線に対し直列に接続されるコンデンサを備えることを特徴とする回転電機駆動装置。
【請求項２】
複数のスイッチング素子を備え、
発電機として使用される回転電機を構成するステータ側の複数相の１次巻線から交流電流を供給され、交流電流を直流電流に変換して蓄電部に直流電流を供給するための発電機用コンバータであって、
各相に対応して設けられたスイッチング素子の回転電機側に接続され、使用時に１次巻線に対し直列に接続されるコンデンサを備えることを特徴とする発電機用コンバータ。
【請求項３】
周方向複数個所に１次巻線を有するステータと、
ステータに対向するロータと、を備える回転電機であって、
ステータは、
１次巻線に対し直列に接続されたコンデンサを備えることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機において、
ロータは、周方向複数個所に設けられた２次導体を有し、
誘導電動機として使用されることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項３に記載の回転電機において、
ロータは、周方向複数個所に設けられた永久磁石または磁性突極部を有し、
同期電動機として使用されることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項３に記載の回転電機において、
発電機として使用されることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスイッチング素子を備え、供給された直流電流を交流電流に変換し、回転電機を構成するステータ側の複数相の１次巻線に交流電流を供給することにより、回転電機を駆動するための回転電機駆動装置と、複数のスイッチング素子を備え、発電機として使用される回転電機を構成するステータ側の複数相の１次巻線から交流電流を供給され、交流電流を直流電流に変換して蓄電部に直流電流を供給するための発電機用コンバータと、周方向複数個所に１次巻線を有するステータとステータに対向するロータとを備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、電気自動車またはハイブリッド車等の回転電機を搭載する車両において、回転電機と二次電池等の電源装置との間にインバータ等の回転電機駆動装置を設けて、回転電機駆動装置により、回転電機に駆動用信号を送り、回転電機を駆動することが考えられている。
【０００３】
図２０は、従来から考えられている回転電機駆動装置であるインバータと、回転電機との１例を示す構成図である。インバータ１０は、ＩＧＢＴ等の複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを備え、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、電源装置であり蓄電部である二次電池１４の正極側と負極側とにそれぞれ３個ずつ接続されている。また、回転電機１６は、複数相であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを有するステータ２０と、ステータ２０に対し回転する図示しないロータとを備える。ロータは、周方向複数個所に複数相のロータ巻線または永久磁石または磁性突極部を有する。すなわち、回転電機１６を誘導電動機として使用する場合には、ロータは、周方向複数個所に複数相のロータ巻線を備える。また、回転電機１６を永久磁石型同期電動機として使用する場合には、ロータは、周方向複数個所に永久磁石を備える。また、回転電機１６をリラクタンスモータとして使用する場合には、ロータは、周方向複数個所に磁性突極部を備える。なお、回転電機１６をリラクタンスモータである、スイッチトリラクタンスモータとして使用する場合には、ステータ２０側にも周方向複数個所に磁性突極部を配置し、各磁性突極部にステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを巻装する。
【０００４】
３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、各相に対応する２個ずつのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの間の中点に接続している。なお、インバータ１０では、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに隣接するように、保護用のダイオードを接続することもできる。
【０００５】
このようなインバータ１０を使用して回転電機１６を駆動する場合には、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗのスイッチングのオン、オフを図示しない制御部で制御することにより、回転電機１６を駆動する。制御部には、各スイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに電圧信号を送るためのゲート回路を設けている。
【０００６】
また、特許文献１には、ステータ巻線の中性点と、ロータ巻線とを接続し、さらに、コンデンサをロータ巻線に対して直列に接続した共振モータシステムが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、ロータとロータ回転軸との間にロータを移動させるための、伝達トルクに応じたスラストを与えるカム機構を設けるとともに、ロータ回転軸上にナットを結合し、ナットとロータとの間の軸方向位置に皿バネを縮設した回転電機が記載されている。そして、ロータトルクが所定の閾値未満である場合では、皿バネに付勢されたロータを、ロータ回転軸に結合されたカムディスクに接近させ、ロータとステータとのラップ面積が減少して磁気抵抗を大きくするとされている。これにより、誘起電圧の低減を実現して、高回転領域における運転を可能にするとされている。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，８４７，１８６号明細書
【特許文献２】特開２００７−２４４０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような従来から考えられている回転電機駆動装置の場合、高速駆動が可能な回転電機をより有効に実現できるようにする面から改良の余地がある。図２１は、従来から考えられている回転電機駆動装置により回転電機を駆動させる場合の、回転電機の回転数とトルクとの関係の１例を示す図である。なお、以下では、図２０に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付して説明する。図２１に実線ａで示すように、回転電機１６のトルクは、低回転数領域でほぼ最大となり、中回転領域から高回転領域にわたる範囲でトルクが徐々に減少する。これに対して、本発明者は、図２１に一点鎖線ｂで示すように、回転電機１６が最大トルクを得られる回転数領域を高速側にずらして、同じ回転数でも大きなトルクが得られるようにすることにより、より高速での駆動を可能とし、高出力化を図れると考えた。
【００１０】
これに対して、上記の特許文献１に記載された共振モータシステムの場合には、回転電機でスリップリングが必要になるため、コストが過度に上昇したり、メンテナンス性が低下する可能性がある。
【００１１】
また、上記の特許文献２に記載された回転電機を使用する場合において、高回転域での誘起電圧を抑制できると仮定すると、図２１に破線ｃで示すように、回転電機の回転数限界を高くできる可能性がないとは言えない。ただし、このような回転電機でも、高回転領域での高トルク化を図れない可能性があり、回転電機の高出力化を図るとともに、高速駆動が可能な回転電機をより有効に実現できるようにする面から改良の余地がある。また、カム機構及び皿バネを必要とするため、構造が複雑になり、コストが過度に上昇する可能性がある。
【００１２】
本発明者は、このような事情から、低い電圧でも回転電機１６への高電流通電を可能とし、図２１に一点鎖線ｂで示すように、回転電機１６の最大トルクでの駆動可能範囲を高回転側にずらして、高出力化を図り、さらに、スリップリングを必要とせず、構造が過度に複雑になることを防止することにより、回転電機の高出力化を図れ、さらに高速駆動ができる構成をより有効に実現できると考えた。また、このような構成は、回転電機駆動装置と回転電機１６との一方の構成を工夫することで実現できると考えた。
【００１３】
また、従来から、複数のスイッチング素子を備え、発電機として使用される回転電機を構成するステータ側の複数相の１次巻線から交流電流を供給され、交流電流を直流電流に変換して蓄電部に直流電流を供給するための発電機用コンバータが考えられている。このような発電機用コンバータにおいて、優れた効果を得られる構造の実現が望まれている。
【００１４】
本発明の目的は、回転電機駆動装置及び回転電機において、回転電機の高出力化を図り、さらに、回転電機を高速駆動できる構成をより有効に実現し、発電機用コンバータにおいて、優れた性能を得られる構成を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る回転電機駆動装置は、複数のスイッチング素子を備え、供給された直流電流を交流電流に変換し、回転電機を構成するステータ側の複数相の１次巻線に交流電流を供給することにより、回転電機を駆動するための回転電機駆動装置であって、各相に対応して設けられたスイッチング素子の回転電機側に接続され、使用時に１次巻線に対し直列に接続されるコンデンサを備えることを特徴とする回転電機駆動装置である。
【００１６】
上記の回転電機駆動装置によれば、ステータに流す電流の周波数である電源周波数に対応する周波数が、１次巻線、または１次巻線及び２次導体により決定されるインダクタンスと、コンデンサの静電容量とにより決定される共振周波数付近である場合に、インダクタンスによるインピーダンスがコンデンサの静電容量によるインピーダンスにより相殺される。このため、１次側、すなわちステータ側のインピーダンスを十分に小さくでき、同じ電流をステータに流すために必要とされる電圧を十分に低くでき、共振周波数を回転電機の駆動回転数の中間回転数以上に対応する領域に設定することにより、より高速駆動させることが可能になる。また、回転電機及び回転電機駆動装置のコストが過度に上昇することを防止できる。
【００１７】
また、本発明に係る回転電機駆動装置において、好ましくは、回転電機を構成するロータは、周方向複数個所に設けられた２次導体を有し、誘導電動機駆動用として使用される。
【００１８】
また、本発明に係る回転電機駆動装置において、好ましくは、回転電機を構成するロータは、周方向複数個所に設けられた永久磁石または磁性突極部を有し、同期電動機駆動用として使用される。
【００１９】
また、本発明に係る発電機用コンバータは、複数のスイッチング素子を備え、発電機として使用される回転電機を構成するステータ側の複数相の１次巻線から交流電流を供給され、交流電流を直流電流に変換して蓄電部に直流電流を供給するための発電機用コンバータであって、各相に対応して設けられたスイッチング素子の回転電機側に接続され、使用時に１次巻線に対し直列に接続されるコンデンサを備えることを特徴とする発電機用コンバータである。
【００２０】
また、本発明に係る回転電機は、周方向複数個所に１次巻線を有するステータと、ステータに対向するロータと、を備える回転電機であって、ステータは、１次巻線に対し直列に接続されたコンデンサを備えることを特徴とする回転電機である。
【００２１】
上記の回転電機によれば、ステータに流す電流の周波数である電源周波数が、１次巻線、または１次巻線及び２次導体により決定されるインダクタンスと、コンデンサの静電容量とにより決定される共振周波数付近である場合に、インダクタンスによるインピーダンスがコンデンサの静電容量によるインピーダンスにより相殺される。このため、１次側、すなわちステータ側のインピーダンスを十分に小さくでき、同じ電流をステータに流すために必要とされる電圧を十分に低くでき、共振周波数を回転電機の駆動回転数の中間回転数以上の領域に設定することにより、より高速駆動させることが可能になる。また、回転電機及び回転電機駆動装置のコストが過度に上昇することを防止できる。
【００２２】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、ロータは、周方向複数個所に設けられた２次導体を有し、誘導電動機として使用される。
【００２３】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、ロータは、周方向複数個所に設けられた永久磁石または磁性突極部を有し、同期電動機として使用される。
【００２４】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、発電機として使用される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る回転電機駆動装置及び回転電機によれば、回転電機の高出力化を図り、さらに、回転電機を高速駆動できる構成をより有効に実現できる。また、本発明に係る発電機用コンバータによれば、コンデンサを接続したステータ側のインピーダンスを十分に低くでき、優れた性能を得られる構成を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１の発明の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータと、回転電機とを含む略回路図である。図２は、本実施の形態のインバータにより駆動する回転電機を示す略断面図である。
【００２７】
なお、本実施の形態では、ロータが２次巻線であるロータ巻線を有する巻線形誘導電動機を駆動するインバータに、本発明を適用した場合について説明する。図１に示すように、インバータ１０ａは、それぞれ半導体スイッチングデバイスである、ＩＧＢＴ等の複数のすなわち、６個のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを備える。また、６個のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、電源装置であり蓄電部である二次電池１４の正極側と負極側とにそれぞれ３個ずつ接続されている。また、インバータ１０ａは、各相に対応する２個ずつのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの間の中点に、それぞれコンデンサ２２を接続している。
【００２８】
また、図２に示すように、誘導電動機である回転電機１６は、図示しないケーシングの内側に固定されたステータ２０と、ステータ２０の内側に径方向に対向するように配置され、ステータ２０に対し回転可能なロータ２４とを備える。ロータ２４は、ケーシングに対し回転可能に支持された回転軸２６の外径側に設けられている。すなわち、回転電機１６は、ステータ２０とロータ２４とが径方向に対向するように配置された、ラジアル型の誘導電動機である。なお、回転電機１６は、発電機としても使用可能なモータジェネレータとすることもできる。モータジェネレータは、電力が供給されるときは電動機として機能し、制動時には発電機として機能する。
【００２９】
ステータ２０は、複数の電磁鋼板を積層する等により構成する鉄心等により構成する、ステータコア２８と、複数相である、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の１次巻線である、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗとを備える。ステータコア２８は、径方向内側に突出した複数のティース３０を周方向に互いに間隔を置いて設けており、各ティース３０の間に図示しないスロットを形成している。各相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、スロットを通って、ティース３０に集中巻きまたは分布巻きで巻装している。すなわち、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、ステータ２０の周方向複数個所に設けられている。各相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに３相の交流電流を流すことにより、ティース３０が磁化し、ステータ２０の周方向に回転する回転磁界が生成されるようにしている。
【００３０】
一方、ロータ２４は、鉄心等により構成するロータコア３２と、２次導体であり、２次巻線であるロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃとを有する。すなわち、ロータコア３２は、径方向外側に突出する複数のティース３６を備え、複数のティース３６に分布巻きまたは集中巻きで例えばＡ相、Ｂ相、Ｃ相の３相のロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃを巻装している。
【００３１】
このように、回転電機１６は、複数相であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを有するステータ２０と、ステータ２０に対し回転するロータ２４とを備える。また、ロータ２４は、周方向複数個所に複数相のロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する。ステータ２０とロータ２４とは、径方向に対向させている。また、図１に示すように、各相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの一端同士を接続している。
【００３２】
このような回転電機１６は、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに発生する回転磁界と、誘導電流によりロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（図２）に発生する回転磁界との相互作用により、回転電機１６にトルクを発生させ、回転電機１６を駆動することができる。
【００３３】
また、図１に示すように、３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、インバータ１０ａを構成するコンデンサ２２を介して、インバータ１０ａの各相に対応する２個ずつのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの間の中点に接続している。なお、インバータ１０ａでは、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに隣接するように、保護用のダイオードを接続することもできる。このように本実施の形態のインバータ１０ａは、誘導電動機駆動用として使用される。
【００３４】
図３は、本実施の形態のインバータを構成するコンデンサに接続した、回転電機の１相分の等価回路を示す図である。上記の図１に示すように、回転電機１６を構成するステータ２０に、インバータ１０ａを構成するコンデンサ２２を接続した構成では、１相分の等価回路図が図３に示すように表される。この等価回路図では、１次抵抗をＲ1とし、１次漏れインダクタンスをＬ1とし、相互インダクタンスをＭとし、２次漏れインダクタンスをＬ2とし、ステータ２０側の回転磁束の回転速度とロータ２４の回転との間の差速に対するステータ２０側の回転磁束の回転速度の比である「すべり」をＳとし、２次抵抗をＲ2／Ｓとし、コンデンサ２２の静電容量をＣ1とする。このように、等価回路図は、図３の左側である１次側に、１次巻線であるステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ（図１）に対して直列にコンデンサ２２を接続した構成と同様になる。
【００３５】
このようなコンデンサ２２を含む等価回路図の１次側の直交２軸である、ｄｑ軸の電圧方程式は、次式で表される。なお、以下では、図１から図３に示した同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００３６】
【数１】
2010028921.tif 000003
【００３７】
ここで、（１）式において、Ｖd1、Ｖq1は、それぞれステータ２０側のｄ軸、ｑ軸に対応する電源電圧である。また、ｉd1、ｉq1は、それぞれステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに流れるｄ軸、ｑ軸の１次電流であり、ｉd2、ｉq2は、ロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃに流れるｄ軸、ｑ軸の２次電流である、誘導電流である。また、ωeは、ステータ２０に流す電流の駆動周波数である電源周波数である。このため、（１）式の右辺第１項は、インダクタンスＭを有する巻線の１次側の両端である、図３に矢印Ｐで示す両端間の電位差を表し、同じく第２項の行列は、誘導電流によって、２次側に発生している電位差を表す。また、（１）式の右辺第１項の行列は、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに電流を流すために使われるインピーダンスである、インピーダンス行列を表す。また、Ｌ1aは、相互インダクタンスＭと１次漏れインダクタンスＬ1との和である（Ｌ1a＝Ｍ＋Ｌ1）。このような（１）式及び図３から明らかなように、コンデンサ２２が接続されたステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの１相分の回路はＬＣＲ直列共振回路になり、コンデンサ２２が接続されたステータ２０の合成インピーダンスＺsは、次式で表わされる。
【００３８】
【数２】
2010028921.tif 000004
【００３９】
すなわち、コンデンサ２２が接続されたステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの１相分の回路は、次式で表わされる共振周波数ｆsで共振し、その場合に同じ電圧がステータ２０側に加えられる場合に、ステータ２０に流れる電流は最大になる。言い換えれば、同じ電流をステータ２０に流すのに必要な電源電圧を十分に小さくできる。
【００４０】
【数３】
2010028921.tif 000005
【００４１】
すなわち、（１）式の右辺第１項のインピーダンス行列から、ステータ２０側に電圧と同位相で流れる電流に対して位相が９０度異なる直交成分の電流が、インダクタンスＬ1aによるインピーダンスと、コンデンサ２２の静電容量Ｃ1によるインピーダンスとにより、共振周波数ｆsで互いに相殺される関係となることが分かる。このため、Ｌ1aによるインピーダンスと、Ｃ2によるインピーダンスとが等しくなる周波数である共振周波数ｆsが存在し、電源周波数に対応する周波数が共振周波数ｆsであるときに、１次側であるステータ２０側のインピーダンスは最小となり、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに流れる１次電流は最大となる。また、（３）式から、コンデンサ２２の静電容量Ｃ1は、共振周波数ｆsを用いれば、次式で求められる。
【００４２】
【数４】
2010028921.tif 000006
【００４３】
さらに、回転電機１６の極対数をｐとした場合に、回転電機１６のトルクτは、次式により求められる。
【００４４】
【数５】
2010028921.tif 000007
【００４５】
このため、（１）式から（５）式により明らかなように、同じ電圧がステータ２０に付加される場合に、電源周波数ωeに対応する周波数ｆ（＝ωe／２π）が共振周波数ｆsであるときに、回転電機１６のトルクτは最大となり、回転電機１６の駆動力が増幅される。
【００４６】
このようなインバータ１０ａによれば、ステータ２０に流す電流の周波数である電源周波数ωeに対応する周波数ｆ（＝ωe／２π）が、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ及びロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃにより決定されるインダクタンスＬ1aと、コンデンサの静電容量Ｃ1とにより決定される共振周波数ｆs付近である場合に、インダクタンスＬ1aによるインピーダンスがコンデンサの静電容量Ｃ1によるインピーダンスにより相殺される。このため、１次側、すなわちステータ２０側のインピーダンスを十分に小さくでき、同じ電流をステータ２０に流すために必要とされる電源電圧を十分に低くでき、共振周波数ｆsを回転電機１６の駆動回転数の中間回転数以上に対応する領域に設定することにより、より高速駆動させることが可能になる。また、回転電機１６及びインバータ１０ａのコストが過度に上昇することを防止できる。すなわち、回転電機１６にスリップリングを設ける必要がなくなり、回転電機１６の構造が単純になるため、回転電機１６のコストが過度に上昇することを防止できる。また、回転電機１６のメンテナンス性の向上を図れ、修理や点検に要するコストの低減を図れる。この結果、回転電機１６の高出力化を図り、さらに、回転電機１６を高速駆動できる構成をより有効に実現できる。
【００４７】
図４は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第１例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数とトルクとの関係を用いて示す図である。また、図５は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第２例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と出力との関係を用いて示す図である。また、図６は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第３例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と同じ電圧でステータに流れる電流との関係を用いて示す図である。
【００４８】
図４から図６において、実線ａは、本実施の形態の場合を、一点鎖線ｂは、比較例、すなわち、上記の図２０に示したインバータ１０により回転電機１６を駆動する場合を、それぞれ表している。図４から図６でインバータ１０ａ、１０により駆動する回転電機１６は、いずれも上記の図２を用いて説明した、同じ構成を有する誘導電動機である。
【００４９】
図４から図６に示す結果から明らかなように、本実施の形態によれば、共振周波数ｆsを回転電機１６の駆動回転数の中間回転数以上に対応する領域に設定することにより、回転電機１６において、回転数に対して最大電流を通電できる駆動範囲が拡大して、その領域でのトルクが増大するため、回転電機１６の高出力化が可能になる。
【００５０】
また、図７は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第４例を、インバータにより回転電機を駆動するための電源周波数と、ステータ側のインピーダンスとの関係を用いて示す図である。また、図８は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第５例を、インバータにより回転電機を駆動するための電源周波数と、電源電圧との関係を用いて示す図である。なお、図８の縦軸が表す電源電圧Ｖｓは、（１）式のステータ側のｄ軸、ｑ軸に対応する電源電圧Ｖd1、Ｖq1の大きさである。図７、図８において、実線ａは、本実施の形態の場合を、一点鎖線ｂは、比較例、すなわち、上記の図１８に示したインバータ１０により回転電機１６を駆動する場合を、それぞれ表している。図７、図８でインバータ１０，１０ａにより駆動する回転電機１６は、いずれも上記の図２を用いて説明した、同じ構成を有する誘導電動機である。図７、図８に示す結果から、本実施の形態では、電源周波数のある領域で、インピーダンス及び電源電圧を十分に低くできることを確認できた。なお、本実施の形態では、図１に示したように、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗをスター結線で接続する場合を説明したが、本発明はこのような構成に限定するものではなく、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗをΔ結線で接続する場合も同様に実施でき、この場合も本実施の形態と同様の効果を得られる。
【００５１】
［第２の発明の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図９は、本実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータにより駆動される回転電機を示す略断面図である。本実施の形態のインバータ１０ａ（図１、図３参照）は、上記の第１の実施の形態の場合と異なり、永久磁石型同期電動機駆動用として使用される。すなわち、インバータ１０ａにより駆動される回転電機１６ａを構成するロータ２４ａは、回転軸２６の外径側に設けられる略円柱状の鉄心等により構成するロータコア３２と、ロータコア３２の周方向複数個所に設けられた永久磁石３８とを有する。各永久磁石３８は、径方向に着磁し、着磁方向を周方向に関して交互に異ならせている。すなわち、ロータ２４ａの周方向複数個所の外径寄り部分にＮ極とＳ極とが設けられ、ロータ２４ａの周方向に関してＮ極とＳ極とが交互に配置されている。このようなロータ２４ａの外径側には、３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを有するステータ２０を、径方向に対向するように配置している。
【００５２】
このような回転電機１６ａは、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに発生する回転磁界と、複数の永久磁石による磁界との相互作用により、回転電機１６ａにトルクを発生させ、回転電機１６ａを駆動することができる。また、本実施の形態の場合も、上記の第１の実施の形態と同様に、３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、図１に示すような、インバータ１０ａを構成する各相に対応する２個ずつのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの間の中点に、インバータ１０ａを構成するコンデンサ２２を介して接続している。
【００５３】
このようなインバータ１０ａにより回転電機１６ａを駆動する構成の等価回路図は、上記の図３に示した等価回路図において、相互インダクタンスＭを電機子反作用インダクタンスＭ１とし、２次側の回路を省略した構成と同様となる。このため、本実施の形態によれば、ステータ２０に流す電流の周波数である電源周波数が、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗにより決定されるインダクタンスＬ1b（＝Ｌ1＋Ｍ１）と、コンデンサ２２の静電容量Ｃ1とにより決定される共振周波数ｆs付近である場合に、インダクタンスＬ1bによるインピーダンスがコンデンサ２２の静電容量Ｃ1によるインピーダンスにより相殺される。このため、１次側、すなわちステータ２０側のインピーダンスを十分に小さくでき、同じ電流をステータ２０に流すために必要とされる電源電圧を十分に低くでき、共振周波数ｆsを回転電機１６ａの駆動回転数の中間回転数以上に対応する領域に設定することにより、より高速駆動させることが可能になる。また、回転電機１６ａ及びインバータ１０ａのコストが過度に上昇することを防止できる。この結果、回転電機１６ａの高出力化を図り、さらに、回転電機１６ａを高速駆動できる構成をより有効に実現できる。
【００５４】
図１０は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第１例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数とトルクとの関係を用いて示す図である。また、図１１は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第２例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と出力との関係を用いて示す図である。また、図１２は、本実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第３例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と同じ電圧でステータに流れる電流との関係を用いて示す図である。
【００５５】
図１０から図１２において、実線ａは、本実施の形態の場合を、一点鎖線ｂは、比較例、すなわち、上記の図２０に示したインバータ１０により回転電機１６ａを駆動する場合を、それぞれ表している。図１０から図１２でインバータ１０（図２０），１０ａ（図１）により駆動する回転電機１６ａは、いずれも上記の図９を用いて説明した、同じ構成を有する同期電動機である。
【００５６】
図１０から図１２に示す結果から明らかなように、本実施の形態によれば、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗにより決定されるインダクタンスＬ1bと、コンデンサ２２（図１参照）の静電容量Ｃ1とにより決定される共振周波数ｆsを、回転電機１６ａの駆動回転数の中間回転数以上に対応する領域に設定することにより、回転電機１６ａにおいて、回転数に対して最大電流を通電できる駆動範囲が拡大して、その領域でのトルクを増大させることができる。このため、回転電機１６ａの高出力化が可能になる。その他の構成及び作用については、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５７】
［第３の発明の実施の形態］
図１３は、本発明の第３の実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータにより駆動される回転電機を示す略断面図である。本実施の形態のインバータ１０ａ（図１、図３参照）は、上記の図９に示した第２の実施の形態の場合と異なり、同期電動機であるリラクタンスモータ駆動用として使用される。すなわち、インバータ１０ａにより駆動される回転電機１６ｂを構成するロータ２４ｂは、回転軸２６の外径側に設けられ、略円柱状の鉄心等により構成するロータコア３２を備える。また、ロータコア３２は、外周面の周方向複数個所に径方向に突出するように設けられる磁性突極部である突部４０を有する。したがって、ロータ２４ｂの外周面の磁気特性は、周方向に関して交互に変化している。また、ロータ２４ｂには、永久磁石を設けていない。このようなロータ２４ｂの外径側には、３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを有するステータ２０を、径方向に対向するように配置している。
【００５８】
このような回転電機１６ｂは、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに発生する回転磁界と、ロータ２４ｂの外周面の磁気特性との相互作用により、回転電機１６ｂにトルクを発生させ、回転電機１６ｂを駆動することができる。また、本実施の形態の場合も、上記の各実施の形態と同様に、図１に示すように、３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、インバータ１０ａを構成する、各相に対応する２個ずつのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの間の中点に、インバータ１０ａを構成するコンデンサ２２を介して接続している。
【００５９】
このような本実施の形態の場合も、ステータ２０に流す電流の周波数である電源周波数が、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗにより決定されるインダクタンスＬ1b（＝Ｌ1＋Ｍ１）と、コンデンサ２２（図１参照）の静電容量Ｃ1とにより決定される共振周波数ｆs付近である場合に、インダクタンスＬ1bによるインピーダンスがコンデンサ２２の静電容量Ｃ1によるインピーダンスにより相殺される。このため、１次側、すなわちステータ２０側のインピーダンスを十分に小さくでき、共振周波数ｆsを回転電機１６ａの駆動回転数の中間回転数以上に対応する領域に設定することにより、より高速駆動させることが可能になる。その他の構成及び作用については、上記の図９から図１２に示した第２の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００６０】
なお、本実施の形態のインバータ１０ａは、ステータ２０の内周面側にも複数のステータ側磁性突極部を設け、複数のステータ側磁性突極部に複数相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを巻装する、回転電機１６ａを駆動する構成とすることもできる。すなわち、この場合、回転電機１６ａは、スイッチトリラクタンスモータとして使用される。
【００６１】
なお、上記の各実施の形態では、回転電機１６ａを駆動するインバータ１０ａに本発明を適用する場合について説明したが、発電機用コンバータに本発明を適用することもできる。すなわち、上記の各実施の形態のいずれか１において、回転電機１６，１６ａ，１６ｂを発電機として使用し、インバータ１０ａを発電機用コンバータとして使用する構成で、本発明に係る発電機用コンバータを実施することもできる。この場合、発電機用コンバータは、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを備え、発電機として使用される回転電機１６，１６ａ，１６ｂを構成するステータ２０側の複数相である、３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗから交流電流を供給され、交流電流を直流電流に変換して蓄電部である二次電池１４に直流電流を供給するために使用される。また、発電機用コンバータは、各相に対応して設けられたスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの回転電機１６ａ側に接続され、使用時にステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続されるコンデンサ２２を備える。このような発電機用コンバータによれば、コンデンサ２２を接続したステータ２０側のインピーダンスを十分に低くでき、優れた性能を得られる構成を実現できる。
【００６２】
［第４の発明の実施の形態］
図１４は、本発明の第４の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。また、図１５は、本実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。本実施の形態の場合、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態において、インバータ１０側に設けていたコンデンサ２２を、回転電機１６ｃの側に設けている。すなわち、図１４に示すように、回転電機１６ｃは、誘導電動機として使用するものであり、回転電機１６ｃを構成するステータ２０ａは、周方向複数個所に１次巻線である複数相、すなわち３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを有する。ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、ステータコア２８に設けた複数のティース３０に、集中巻きまたは分布巻きで巻装している。また、回転電機１６ｃを構成するロータ２４は、周方向複数個所に２次導体であり、複数相の２次巻線であるロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する。そして、ロータ２４の径方向外側にステータ２０ａを対向させている。
【００６３】
また、ステータ２０ａは、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続された複数のコンデンサ２２を備える。すなわち、ステータ２０ａの周方向に関して位相が異なり、互いに相が異なる２個ずつの相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを短絡部４２（図１５）により短絡している。また、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの、インバータ１０（図１５）を構成する各相に対応する２個ずつのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ（図１５）の間の中点側に、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続するようにコンデンサ２２を設けている。また、コンデンサ２２は、ステータ２０ａの軸方向に関して、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗよりも外側に外れた位置に配置している。
【００６４】
このような回転電機１６ｃは、図１５に示すように、インバータ１０により駆動する。このインバータ１０は、上記の図１に示した第１の実施の形態のインバータ１０ａにおいて、コンデンサ２２を省略した構成と同様である。すなわち、インバータ１０は、それぞれ半導体スイッチングデバイスである、ＩＧＢＴ等の複数のすなわち、６個のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを備え、６個のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、電源装置であり蓄電部である二次電池１４の正極側と負極側とにそれぞれ３個ずつ接続されている。そして、回転電機１６ｃを構成する３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗは、インバータ１０の各相に対応する２個ずつのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの間の中点に、回転電機１６ｃを構成するコンデンサ２２を介して接続している。なお、インバータ１０では、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに隣接するように、保護用のダイオードを接続することもできる。
【００６５】
このような回転電機１６ｃの１相分の等価回路図は、上記の図３に示した第１の実施の形態のインバータ１０ａと回転電機１６とのうち、回転電機１６側にコンデンサ２２を接続した構成と同様である。このため、本実施の形態によれば、ステータ２０ａに流す電流の周波数である電源周波数が、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ及びロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃにより決定されるインダクタンスＬ1aと、コンデンサ２２の静電容量Ｃ1とにより決定される共振周波数ｆs付近である場合に、インダクタンスＬ1aによるインピーダンスがコンデンサ２２の静電容量Ｃ1によるインピーダンスにより相殺される。このため、１次側、すなわちステータ２０ａ側のインピーダンスを十分に小さくでき、同じ電流をステータ２０ａに流すために必要とされる電源電圧を十分に低くでき、共振周波数ｆsを回転電機１６ｃの駆動回転数の中間回転数以上に対応する領域に設定することにより、より高速駆動させることが可能になる。
【００６６】
また、回転電機１６ｃ及びインバータ１０のコストが過度に上昇することを防止できる。すなわち、回転電機１６ｃにスリップリングを設ける必要がなくなり、回転電機１６ｃの構造が単純になるため、回転電機１６ｃのコストが過度に上昇することを防止できる。また、回転電機１６ｃのメンテナンス性の向上を図れ、修理や点検に要するコストの低減を図れる。この結果、回転電機１６ｃの高出力化を図り、さらに、回転電機１６ｃを高速駆動できる構成をより有効に実現できる。その他の構成及び作用については、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６７】
［第５の発明の実施の形態］
図１６は、本発明の第５の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。本実施の形態では、回転電機１６ｄを構成するロータ２４ａは、周方向複数個所に設けられた永久磁石３８を有し、回転電機１６ｄを永久磁石型同期電動機として使用する。ロータ２４ａの構成については、上記の図９に示した第２の実施の形態でインバータにより駆動される回転電機１６ａを構成するロータ２４ａと同様である。また、ステータ２０ａの構成については、上記の図１４に示した第４の実施の形態の回転電機１６ｃを構成するステータ２０ａと同様である。このような本実施の形態の場合も、回転電機１６ｄの高出力化を図り、さらに、回転電機１６ｄを高速駆動できる構成をより有効に実現できる。その他の構成及び作用については、上記の図９から図１２に示した第２の実施の形態、または、上記の図１４から図１５に示した第４の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６８】
［第６の発明の実施の形態］
図１７は、本発明の第６の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。本実施の形態では、回転電機１６ｅを構成するロータ２４ｂは、周方向複数個所に設けられた磁性突極部である突部４０を有し、回転電機１６ｅを同期電動機であるリラクタンスモータとして使用する。ロータ２４ｂの構成については、上記の図１３に示した第３の実施の形態のインバータにより駆動される回転電機１６ｂを構成するロータ２４ｂと同様である。また、ステータ２０ａの構成については、上記の図１４に示した第４の実施の形態の回転電機１６ｃを構成するステータ２０ａと同様である。このような本実施の形態の場合も、回転電機１６ｅの高出力化を図り、さらに、回転電機１６ｅを高速駆動できる構成をより有効に実現できる。その他の構成及び作用については、上記の図１３に示した第３の実施の形態、または、上記の図１４から図１５に示した第４の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６９】
なお、本実施の形態で、ステータ２０ａの内周面側にも複数のステータ側磁性突極部を設け、複数のステータ側磁性突極部に複数相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを巻装する、回転電機とすることもできる。すなわち、この場合、回転電機は、スイッチトリラクタンスモータとして使用される。
【００７０】
［第７の発明の実施の形態］
図１８は、本発明の第７の実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。本実施の形態の場合、上記の図１４から図１５に示した第４の実施の形態において、回転電機１６ｆを構成するステータ２０ｂは、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続された複数のコンデンサ２２を備える。特に、上記の第４の実施の形態では、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対しインバータ１０側にコンデンサ２２を接続していたのに対して、本実施の形態では、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対しインバータ１０と反対側にコンデンサ２２を接続している。すなわち、異なる２個ずつの相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの中性点側端部である一端同士を接続する複数の短絡部４２にコンデンサ２２を、それぞれステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続するように設けている。
【００７１】
このような回転電機１６ｆにおいても、１相分の等価回路図は、上記の図３に示した第１の実施の形態のインバータ１０ａと回転電機１６とのうち、回転電機１６側にコンデンサ２２を接続した構成とほぼ同様となる。このような本実施の形態の回転電機によれば、ステータ２０ｂに流す電流の周波数である電源周波数が、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ及びロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（図１４参照）により決定されるインダクタンスと、コンデンサ２２の静電容量とにより決定される共振周波数付近である場合に、インダクタンスによるインピーダンスがコンデンサ２２の静電容量によるインピーダンスにより相殺される。このため、ステータ２０ｂ側のインピーダンスを十分に小さくでき、同じ電流をステータ２０ｂに流すために必要とされる電源電圧を十分に低くでき、より高速駆動させることが可能になる。その他の構成及び作用については、上記の図１４から図１５に示した第４の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、本実施の形態の回転電機を構成するステータ２０ｂを、上記の図１６に示した第５の実施の形態または図１７に示した第６の実施の形態を構成するロータ２４ａ，２４ｂと組み合わせて、永久磁石型同期電動機またはリラクタンスモータとして使用する回転電機を構成することもできる。
【００７２】
［第８の発明の実施の形態］
図１９は、本発明の第８の実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。本実施の形態の場合、上記の図１４から図１５に示した第４の実施の形態において、回転電機１６ｇを構成するステータ２０ｃは、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続された複数のコンデンサ２２を備える。特に、上記の第４の実施の形態では、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗをスター結線により接続していたのに対し、本実施の形態では、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗをΔ結線により接続している。また、異なる２個ずつの相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗのインバータ１０側端部である一端同士を接続する接続部４４と、この接続部４４に接続する２個のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗのうち、片側のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗとの間にそれぞれコンデンサ２２を、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続するように設けている。
【００７３】
このような回転電機１６ｆにおいても、１相分の等価回路図は、上記の図３に示した第１の実施の形態のインバータ１０ａと回転電機１６とのうち、回転電機１６側にコンデンサ２２を接続した構成とほぼ同様となる。このような本実施の形態の回転電機によれば、ステータ２０ｂに流す電流の周波数である電源周波数が、ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ及びロータ巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（図１４参照）により決定されるインダクタンスと、コンデンサ２２の静電容量とにより決定される共振周波数付近である場合に、インダクタンスによるインピーダンスがコンデンサ２２の静電容量によるインピーダンスにより相殺される。このため、ステータ２０ｃ側のインピーダンスを十分に小さくでき、同じ電流をステータ２０ｃに流すために必要とされる電源電圧を十分に低くでき、より高速駆動させることが可能になる。その他の構成及び作用については、上記の図１４から図１５に示した第４の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、コンデンサ２２の配置位置は、図１９で示した位置に設けるものに限定するものではなく、図１９のＴ１，Ｔ２，Ｔ３位置、すなわち、図１９に示したコンデンサ２２の配置位置と各ステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し反対側にコンデンサ２２を設けることもできる。さらには、図１９に示したコンデンサ２２の配置位置と図１９のＴ１，Ｔ２，Ｔ３位置とのすべてにコンデンサ２２を設けることもできる。また、本実施の形態の回転電機１６ｇを構成するステータ２０ｃを、上記の図１６に示した第５の実施の形態または図１７に示した第６の実施の形態を構成するロータ２４ａ，２４ｂと組み合わせて、永久磁石型同期電動機またはリラクタンスモータとして使用する回転電機を構成することもできる。
【００７４】
なお、上記の図１４から図１９に示した第４の実施の形態から第８の実施の形態では、回転電機１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを電動機として使用する構成において、本発明を適用する場合について説明した。ただし、回転電機１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを発電機として使用する構成において、本発明を適用することもできる。すなわち、上記の第４の実施の形態から第８の実施の形態のいずれか１において、回転電機１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを発電機として使用し、インバータを発電機用コンバータとして使用する構成で、本発明に係る回転電機を実施することもできる。この場合、発電機用コンバータは、複数のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを備え、発電機として使用される回転電機１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを構成するステータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の複数相である、３相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗから交流電流を供給され、交流電流を直流電流に変換して蓄電部である二次電池１４に直流電流を供給するために使用される。また、回転電機１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇは、複数相のステータ巻線１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに対し直列に接続されるコンデンサ２２を備える。このような発電機として使用される回転電機１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇによれば、ステータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側のインピーダンスを十分に低くでき、優れた性能を得られる構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータと、回転電機とを含む略回路図である。
【図２】第１の実施の形態のインバータにより駆動する回転電機を示す略断面図である。
【図３】第１の実施の形態のインバータを構成するコンデンサに接続した、回転電機の１相分の等価回路を示す図である。
【図４】第１の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第１例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数とトルクとの関係を用いて示す図である。
【図５】第１の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第２例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と出力との関係を用いて示す図である。
【図６】第１の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第３例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と同じ電圧でステータに流れる電流との関係を用いて示す図である。
【図７】第１の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第４例を、インバータにより回転電機を駆動するための電源周波数と、ステータ側のインピーダンスとの関係を用いて示す図である。
【図８】第１の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第５例を、インバータにより回転電機を駆動するための電源周波数と、電源電圧との関係を用いて示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータにより駆動される回転電機を示す略断面図である。
【図１０】第２の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第１例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数とトルクとの関係を用いて示す図である。
【図１１】第２の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第２例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と出力との関係を用いて示す図である。
【図１２】第２の実施の形態のインバータによる効果を確認するために行ったシミュレーション結果の第３例を、インバータにより駆動される回転電機の回転数と同じ電圧でステータに流れる電流との関係を用いて示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の回転電機駆動装置であるインバータにより駆動される回転電機を示す略断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。
【図１５】第４の実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態の回転電機を示す略断面図である。
【図１８】本発明の第７の実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。
【図１９】本発明の第８の実施の形態の回転電機と、回転電機を駆動するインバータとを含む略回路図である。
【図２０】従来から考えられている回転電機駆動装置であるインバータと、回転電機との１例を示す構成図である。
【図２１】従来から考えられている回転電機駆動装置により回転電機を駆動させる場合の、回転電機の回転数とトルクとの関係の１例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０，１０ａ  インバータ、１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ  スイッチング素子、１４  二次電池、１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ  回転電機、１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ  ステータ巻線、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  ステータ、２２  コンデンサ、２４，２４ａ，２４ｂ  ロータ、２６  回転軸、２８  ステータコア、３０  ティース、３２  ロータコア、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  ロータ巻線、３６  ティース、３８  永久磁石、４０  突部、４２  短絡部、４４  接続部。
【図１】
2010028921.tif 000008
【図２】
2010028921.tif 000009
【図３】
2010028921.tif 000010
【図４】
2010028921.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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