(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータとロータとが対向配置された電磁石型の回転電機と、前記回転電機を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを備える回転電機駆動システムにおいて、
前記ステータは、
複数の第１スロットがロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたステータコアと、前記第１スロットを通って前記ステータコアに集中巻きで巻装された複数相のステータ巻線とを有し、
前記ロータは、
複数の第２スロットが前記ロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたロータコアと、少なくとも一部が前記第２スロットに配置されるように前記ロータコアの周方向複数個所に巻装されたロータ巻線と、前記各ロータ巻線に接続され、前記各ロータ巻線の磁気特性を前記複数のロータ巻線同士で周方向に交互に異ならせる整流部とを有し、前記各ロータ巻線に流れる電流により生成される周方向複数個所の磁極部の磁気特性を周方向に交互に異ならせており、
前記制御部は、前記ロータ巻線の巻回中心軸方向である磁極方向と同方向に界磁磁束を発生させるように前記ステータ巻線に電流を流すためのｄ軸電流指令に、パルス状に増大する増大パルス電流を重畳させるとともに、ｄ軸電流指令に増大パルス電流が重畳されるｄ軸パルス重畳期間の開始時のｄ軸電流を終了時のｄ軸電流よりも大きくして、ｄ軸パルス重畳期間で電流増大量を電流減少量よりも小さくすることで、ｄ軸電流指令に増大パルス電流が重畳されないｄ軸非パルス重畳期間でのｄ軸電流を徐々に増大させるように、ｄ軸電流指令を補正して、ｄ軸非パルス重畳期間の少なくとも一部において、ｄ軸パルス重畳期間におけるｄ軸電流指令の増大量と減少量とを同じにする場合に比べて、前記ロータ巻線に生じる誘導電流を増大させるｄ軸パルス重畳補正手段を有することを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項２】
ステータとロータとが対向配置された電磁石型の回転電機と、前記回転電機を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを備える回転電機駆動システムにおいて、
前記ステータは、
複数の第１スロットがロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたステータコアと、前記第１スロットを通って前記ステータコアに集中巻きで巻装された複数相のステータ巻線とを有し、
前記ロータは、
複数の第２スロットが前記ロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたロータコアと、少なくとも一部が前記第２スロットに配置されるように前記ロータコアの周方向複数個所に巻装されたロータ巻線と、前記各ロータ巻線に接続され、前記各ロータ巻線の磁気特性を前記複数のロータ巻線同士で周方向に交互に異ならせる整流部とを有し、前記各ロータ巻線に流れる電流により生成される周方向複数個所の磁極部の磁気特性を周方向に交互に異ならせており、
前記制御部は、
前記ロータ巻線の巻回中心軸方向である磁極方向に対し電気角で９０度進んだ方向に界磁磁束を発生させるように前記ステータ巻線に電流を流すためのｑ軸電流指令に、パルス状に減少する減少パルス電流を重畳させるｑ軸パルス重畳手段と、
前記ロータ巻線の巻回中心軸方向である磁極方向と同方向に界磁磁束を発生させるように前記ステータ巻線に電流を流すためのｄ軸電流指令において、ｑ軸電流指令に減少パルス電流が重畳されるｑ軸パルス重畳期間の開始時のｄ軸電流を終了時のｄ軸電流よりも小さくして、ｑ軸電流指令に減少パルス電流が重畳されないｑ軸非パルス重畳期間でｄ軸電流を徐々に減少させるようにｄ軸電流指令を補正するｄ軸補正手段を有することを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転電機駆動システムにおいて、
前記各ロータ巻線は、前記ロータの周方向に隣り合う前記ロータ巻線同士で順方向が逆になるように前記整流部である整流素子に接続し、前記各整流素子は、誘導起電力の発生により前記ロータ巻線に流れる電流を整流することで、前記周方向に隣り合うロータ巻線に流れる電流の位相を、Ａ相とＢ相とに交互に異ならせていることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機駆動システムにおいて、
前記整流素子は、それぞれ対応する前記ロータ巻線に接続される第１整流素子と第２整流素子とであり、
前記第１整流素子と前記第２整流素子とは、前記誘導起電力の発生により、対応する前記ロータ巻線に流れる電流を整流し、前記各ロータ巻線に流れる電流により生成される周方向複数個所の前記磁極部の磁気特性を周方向に交互に異ならせていることを特徴とする回転電機駆動システム。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の回転電機駆動システムにおいて、
前記ロータは、周方向に配置されたロータスロット同士の間に設けられたロータティースの周方向に関する幅が、電気角で１８０°に相当する幅よりも小さくなっており、前記ロータ巻線は、前記各ロータティースに短節巻で巻装されていることを特徴とする回転電機駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータとロータとが対向配置された電磁石型回転電機と、電磁石型回転電機を駆動する駆動部と、駆動部を制御する制御部とを備える回転電機駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載されているように、ステータとロータとが対向配置される電磁石型回転電機であって、ロータの周方向複数個所に設けられた突極と、各突極に巻装されたロータ巻線であって、互いに分断されるロータ巻線と、各ロータ巻線ごとに接続されたダイオードとを含む電磁石型回転電機が知られている。各ダイオードは、各ロータ巻線に流れる電流を整流し、ロータの周方向に隣り合う突極同士で磁化方向が逆になるようにしている。また、ステータは、ステータコアの周方向複数個所に設けられたティースを備える。ステータのティースに複数相のステータ巻線が集中巻きで巻装されている。複数相のステータ巻線に複数相の交流電流を流すことでステータに、周方向に回転する回転磁界が生成される。そして、ステータで発生した起磁力分布に生じる高調波成分である空間高調波によりロータ巻線に誘導電流を生じさせ、ロータの周方向に関して交互に突極にＮ極とＳ極とを形成し、ロータにトルクを発生させるようにしている。このとき、各ダイオードで整流された電流が各ロータ巻線に流れることで、各突極が磁化して磁極の固定された磁石が発生する。
【０００３】
このような電磁石型回転電機では、突極がステータの回転磁界と相互作用してロータにトルクが作用する。また、ステータにより形成される磁界の高調波成分を利用してロータに作用するトルクを効率よく増大させることができる。また、電磁石型回転電機は、回転電機駆動システムにより駆動される。回転電機駆動システムは、駆動部であるインバータと、インバータを制御する制御部とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１２０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような回転電機駆動システムでは、電磁石型回転電機に高い性能を発揮させる面から改良の余地がある。例えば、回転電機駆動システムでは、ロータに電磁石を形成するためのロータ巻線に生じる誘導電流を大きくする面から改良の余地があり、電磁石型回転電機のトルクを向上させる面から改良の余地がある。また、回転電機駆動システムでは、電磁石型回転電機のトルク変動を抑制する面から改良の余地がある。
【０００６】
本発明の目的は、電磁石型回転電機を含む回転電機駆動システムにおいて、電磁石型回転電機に高い性能を発揮させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機駆動システムは、上記の目的を達成するために以下の手段を採用する。
【０００８】
本発明に係る第１の回転電機駆動システムは、ステータとロータとが対向配置された電磁石型の回転電機と、前記回転電機を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを備える回転電機駆動システムにおいて、前記ステータは、複数の第１スロットがロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたステータコアと、前記第１スロットを通って前記ステータコアに集中巻きで巻装された複数相のステータ巻線とを有し、前記ロータは、複数の第２スロットが前記ロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたロータコアと、少なくとも一部が前記第２スロットに配置されるように前記ロータコアの周方向複数個所に巻装されたロータ巻線と、前記各ロータ巻線に接続され、前記各ロータ巻線の磁気特性を前記複数のロータ巻線同士で周方向に交互に異ならせる整流部とを有し、前記各ロータ巻線に流れる電流により生成される周方向複数個所の磁極部の磁気特性を周方向に交互に異ならせており、前記制御部は、前記ロータ巻線の巻回中心軸方向である磁極方向と同方向に界磁磁束を発生させるように前記ステータ巻線に電流を流すためのｄ軸電流指令に、パルス状に増大する増大パルス電流を重畳させるとともに、ｄ軸電流指令に増大パルス電流が重畳されるｄ軸パルス重畳期間の開始時のｄ軸電流を終了時のｄ軸電流よりも大きくして、ｄ軸パルス重畳期間で電流増大量を電流減少量よりも小さくすることで、ｄ軸電流指令に増大パルス電流が重畳されないｄ軸非パルス重畳期間でのｄ軸電流を徐々に増大させるように、ｄ軸電流指令を補正して、ｄ軸非パルス重畳期間の少なくとも一部において、ｄ軸パルス重畳期間におけるｄ軸電流指令の増大量と減少量とを同じにする場合に比べて、前記ロータ巻線に生じる誘導電流を増大させるｄ軸パルス重畳補正手段を有することを特徴とする回転電機駆動システムである。なお、増大パルス電流とは、パルス状に急激に増大してから急激に減少するパルス電流のことをいう（本明細書全体及び特許請求の範囲で同じとする。）。また、増大パルス電流のパルス状波形は、矩形波でも、三角波でも、台形波でも、複数の曲線や直線から突起状に形成された波形でも、いずれでもよい。なお、「ロータコア」は、ロータのうち、ロータ巻線以外の一体の部材をいい、例えば磁性材料製のロータコア本体と磁石とにより構成される場合も含む（本明細書全体及び特許請求の範囲で同じとする。）。また、「第２スロット」は、ロータコアの周面に開口する溝形状を有する部分に限定するものではなく、例えばロータコアの周面に開口せず、ロータコアの内部に軸方向に貫通するように形成されたスリットも含む（本明細書全体及び特許請求の範囲で同じとする。）。
【０００９】
本発明の回転電機駆動システムによれば、電磁石型回転電機に高い性能を発揮させることができる。また、増大パルス電流が重畳されないｄ軸非パルス重畳期間でのｄ軸電流を徐々に増大させることで、ｄ軸パルス重畳期間での増大パルス電流の減少時の減少量が大きくなる。このため、ロータ巻線に誘導されるロータ電流の電流増加時間が伸び、電流増大量が大きくなる。したがって、ｄ軸非パルス重畳期間での回転電機のトルクの減少量に対しトルクを補うことができる。ｄ軸パルス重畳期間の開始時と終了時とでの電流アンバランス分は、ｄ軸非パルス重畳期間でのｄ軸電流の変化で補える。このため、電磁石型である回転電機のトルクを増大でき、回転電機に高い性能を発揮させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る第２の回転電機駆動システムは、ステータとロータとが対向配置された電磁石型の回転電機と、前記回転電機を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを備える回転電機駆動システムにおいて、前記ステータは、複数の第１スロットがロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたステータコアと、前記第１スロットを通って前記ステータコアに集中巻きで巻装された複数相のステータ巻線とを有し、前記ロータは、複数の第２スロットが前記ロータ回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されたロータコアと、少なくとも一部が前記第２スロットに配置されるように前記ロータコアの周方向複数個所に巻装されたロータ巻線と、前記各ロータ巻線に接続され、前記各ロータ巻線の磁気特性を前記複数のロータ巻線同士で周方向に交互に異ならせる整流部とを有し、前記各ロータ巻線に流れる電流により生成される周方向複数個所の磁極部の磁気特性を周方向に交互に異ならせており、前記制御部は、前記ロータ巻線の巻回中心軸方向である磁極方向に対し電気角で９０度進んだ方向に界磁磁束を発生させるように前記ステータ巻線に電流を流すためのｑ軸電流指令に、パルス状に減少する減少パルス電流を重畳させるｑ軸パルス重畳手段と、前記ロータ巻線の巻回中心軸方向である磁極方向と同方向に界磁磁束を発生させるように前記ステータ巻線に電流を流すためのｄ軸電流指令において、ｑ軸電流指令に減少パルス電流が重畳されるｑ軸パルス重畳期間の開始時のｄ軸電流を終了時のｄ軸電流よりも小さくして、ｑ軸電流指令に減少パルス電流が重畳されないｑ軸非パルス重畳期間でｄ軸電流を徐々に減少させるようにｄ軸電流指令を補正するｄ軸補正手段を有することを特徴とする回転電機駆動システムである。なお、減少パルス電流とは、パルス状に急激に減少してから急激に増大するパルス電流のことをいう（本明細書全体及び特許請求の範囲で同じとする。）。また、減少パルス電流のパルス状波形は、矩形波でも、三角波でも、台形波でも、複数の曲線や直線から突起状に形成された波形でも、いずれでもよい。
【００１５】
本発明の回転電機駆動システムによれば、減少パルス電流が重畳されないｑ軸非パルス重畳期間でのｄ軸電流を徐々に減少させることで、ｑ軸非パルス重畳期間で回転電機のトルクが減少するのを抑制できる。このため、電磁石型である回転電機のトルク変動を抑制でき、回転電機に高い性能を発揮させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る回転電機駆動システムにおいて、好ましくは、前記各ロータ巻線は、前記ロータの周方向に隣り合う前記ロータ巻線同士で順方向が逆になるように前記整流部である整流素子に接続し、前記各整流素子は、誘導起電力の発生により前記ロータ巻線に流れる電流を整流することで、前記周方向に隣り合うロータ巻線に流れる電流の位相を、Ａ相とＢ相とに交互に異ならせている。
【００１７】
また、本発明に係る回転電機駆動システムにおいて、好ましくは、前記整流素子は、それぞれ対応する前記ロータ巻線に接続される第１整流素子と第２整流素子とであり、前記第１整流素子と前記第２整流素子とは、前記誘導起電力の発生により、対応する前記ロータ巻線に流れる電流を整流し、前記各ロータ巻線に流れる電流により生成される周方向複数個所の前記磁極部の磁気特性を周方向に交互に異ならせている。
【００１８】
また、本発明に係る回転電機駆動システムにおいて、好ましくは、前記ロータは、周方向に配置されたロータスロット同士の間に設けられたロータティースの周方向に関する幅が、電気角で１８０°に相当する幅よりも小さくなっており、前記ロータ巻線は、前記各ロータティースに短節巻で巻装されている。
【００１９】
また、本発明に係る回転電機駆動システムにおいて、好ましくは、前記各ロータ巻線の前記ロータの周方向に関する幅は、電気角で９０°に相当する幅に等しい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の回転電機駆動システムによれば、電磁石型回転電機に高い性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機駆動システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態において、ステータとロータとの対向する部分の一部を示す概略断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の実施形態において、ロータ巻線に流れる誘導電流により生成される磁束がロータ中に流れる様子を示す模式図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態において、ロータの周方向に隣り合う主突極に巻装した２個のロータ巻線の接続回路の等価回路を示す図である。
【図５Ｂ】ロータ巻線に接続するダイオードの数を少なくした別例を示す、図５Ａに対応する図である。
【図６】本発明の実施形態において、ステータからロータに、補助突極を通過しつつ磁束が流れる様子を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態において、制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態において、ステータ電流に対応するｄ軸電流指令（Ｉｄ突極軸電流成分）及びｑ軸電流指令（Ｉｑ凹極軸電流成分）と、ロータ巻線に誘導されるロータ電流（Ｉｒｃ）と、回転電機のトルクとの時間的変化を示す図である。
【図９】本発明の実施形態において、ｄ軸電流によりステータとロータとに磁束が通過する様子の１例を示す模式図である。
【図１０】比較例の回転電機制御システムにおいて、ステータ電流に対応するｄ軸電流指令（Ｉｄ突極軸電流成分）と、ロータ巻線に誘導されるロータ電流（Ｉｒｃ）との時間的変化を示す図である。
【図１１】図２の回転電機において、周方向に関するロータ巻線の幅θを変化させながらロータ巻線への鎖交磁束の振幅を計算した結果を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の別例の第１例において、ｄ軸電流指令に増大パルス電流を重畳させるとともに、ｄ軸非パルス重畳期間でｄ軸電流を徐々に減少させる場合を示す、図８に対応する図である。
【図１３】本発明の実施形態の別例の第２例の制御装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態の別例の第２例において、ｑ軸電流指令に減少パルス電流を重畳させるとともに、ｑ軸非パルス重畳期間でｄ軸電流を徐々に減少させる場合を示す、図８に対応する図である。
【図１５】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例において、ステータとロータとの対向する部分の一部を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例において、ステータとロータとの対向する部分の一部を示す概略図である。
【図１７】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例において、ロータ巻線に流れる誘導電流により生成される磁束がロータ中に流れる様子を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例を示す概略図である。
【図１９】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【図２０】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【図２１】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【図２２】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【図２３】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【図２４】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【図２５】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【図２６】本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図１〜９，１１は、本発明の実施形態を示す図である。図１は、本実施形態に係る回転電機駆動システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施形態において、ステータとロータとの対向する部分の一部を示す概略断面図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、本実施形態において、ロータ巻線に流れる誘導電流により生成される磁束がロータ中に流れる様子を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の回転電機駆動システム３４は、電磁石型回転電機である回転電機１０と、回転電機１０を駆動する駆動部であるインバータ３６と、インバータ３６を制御する制御部である制御装置３８と、電源部である蓄電装置４０とを備え、回転電機１０を駆動する。まず、回転電機１０について説明する。図２に示すように、電動機または発電機として機能する回転電機１０は、図示しないケーシングに固定されたステータ１２と、ステータ１２と所定の空隙をあけて径方向内側に対向配置され、ステータ１２に対し回転可能なロータ１４とを備える。なお、「径方向」とは、ロータの回転中心軸に対し直交する放射方向をいう（以下、特に断らない限り「径方向」の意味は同じである。）。
【００２３】
また、ステータ１２は、磁性材製のステータコア１６と、ステータコア１６に配設された複数相（より具体的には例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗとを含む。ステータコア１６の周方向複数個所には、径方向内側へ（ロータ１４へ向けて）突出する複数の第１ティースである、ティース１８が配置されており、各ティース１８間に第１スロットであるスロット２２が形成されている。なお、「周方向」とは、ロータの回転中心軸を中心として描かれる円形に沿う方向をいう（以下、特に断らない限り「周方向」の意味は同じである。）。
【００２４】
すなわち、ステータコア１６の内周面には、径方向内側へ（ロータ１４へ向けて）突出する複数のティース１８が、ロータ１４の回転軸である回転中心軸周りの周方向に沿って互いに間隔をおいて配列されており、各ティース１８間にスロット２２が、周方向に互いに間隔をおいて形成されている。すなわち、ステータコア１６には、複数のスロット２２が、ロータ１４の回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されている。
【００２５】
各相のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、スロット２２を通ってステータコア１６のティース１８に短節集中巻で巻装されている。このように、ティース１８にステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗが巻装されることで磁極が構成される。そして、複数相のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに複数相の交流電流を流すことで、周方向に並べられたティース１８が磁化し、周方向に回転する回転磁界をステータ１２に生成することができる。なお、ステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、このようにステータ１２のティース１８に巻線する構成に限定するものではなく、例えばティース１８から外れたステータコア１６の環状部分の周方向複数個所に複数相のステータ巻線を巻線するトロイダル巻きとし、ステータ１２に回転磁界を生じさせることもできる。
【００２６】
ティース１８に形成された回転磁界は、その先端面からロータ１４に作用する。図２に示す例では、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗがそれぞれ巻装された３つのティース１８により１つの極対が構成されている。
【００２７】
一方、ロータ１４は、磁性材料製のロータコア２４と、複数のロータ巻線２８ｎ，２８ｓとを含む。ロータコア２４の外周面の周方向複数個所には、径方向外側に向けて（ステータ１２に向けて）突出して設けられた複数の磁極部であり、突部であり、かつ第２ティースである主突極２６が、ロータコア２４の周方向に沿って互いに間隔をおいて配置されており、各主突極２６がステータ１２と対向している。ロータコア２４の環状部分及び複数の主突極２６は、磁性鋼板を複数積層した積層体等の磁性材により、一体に設けられている。より詳しくは、ロータ１４の周方向に関して１つおきの主突極２６に複数の第１ロータ巻線２８ｎをそれぞれ集中巻きで巻線し、第１ロータ巻線２８ｎを巻線した主突極２６と隣り合う別の主突極２６であって、周方向１つおきの主突極２６に、複数の第２ロータ巻線２８ｓをそれぞれ集中巻きで巻線している。また、ロータ１４は、周方向に隣り合う主突極２６の間に形成された第２スロットであるスロット２９（図３、図４）を有する。すなわち、ロータコア２４には、複数のスロット２９が、ロータ１４の回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されている。
【００２８】
また、図２から図４に示すように、各第１ロータ巻線２８ｎは、主突極２６の先端側（図２〜４の上端側）に巻かれた第１誘導巻線３０と、第１誘導巻線３０に接続された第１共通巻線３２とを含む。第１共通巻線３２は、第１誘導巻線３０が巻かれる主突極２６において、第１誘導巻線３０よりも根元側（図２〜４の下端側）に巻かれている。また、各第２ロータ巻線２８ｓは、各第１ロータ巻線２８ｎが巻かれた主突極２６と周方向に隣り合う別の主突極２６の先端側に巻かれた第２誘導巻線４４と、第２誘導巻線４４に接続された第２共通巻線４６とを含む。第２共通巻線４６は、第２誘導巻線４４が巻かれる主突極２６において、第２誘導巻線４４よりも根元側に巻かれている。なお、図２〜４に示す例では、各主突極２６の周囲に巻かれる誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６は、それぞれ主突極２６の周囲の長さ方向（図４の上下方向）に沿って設けられたソレノイドが、主突極２６の周方向（図４の左右方向）に複数層整列した整列巻きで配置されている。なお、各主突極２６の先端側に巻かれる誘導巻線３０，４４は、主突極２６の周囲に複数回、すなわち複数ターン分、渦巻状に巻いた構成とすることもできる。
【００２９】
図４、図５Ａに示すように、ロータ１４の周方向に隣り合う２個の主突極２６を１組として、各組で１個の主突極２６に巻かれた第１誘導巻線３０の一端と、別の主突極２６に巻かれた第２誘導巻線４４の一端とを、２個の磁気特性調整部であり整流素子である第１ダイオード４８及び第２ダイオード５０を介して接続している。すなわち、図５Ａは、本実施の形態において、ロータ１４（図４）の周方向に隣り合う主突極２６に巻装された２個のロータ巻線２８ｎ，２８ｓの接続回路の等価回路を示す図である。図５Ａに示すように、第１誘導巻線３０及び第２誘導巻線４４の一端は、互いに順方向が逆になる第１ダイオード４８及び第２ダイオード５０を介して、接続点Ｒで接続されている。
【００３０】
また、図４、図５Ａに示すように、各組で１個の主突極２６に巻かれた第１共通巻線３２の一端は、別の主突極２６に巻かれた第２共通巻線４６の一端に接続されている。第１共通巻線３２及び第２共通巻線４６は互いに直列に接続されることで、共通巻線組５２を形成している。さらに、第１共通巻線３２の他端は接続点Ｒに接続され、第２共通巻線４６の他端は、第１誘導巻線３０及び第２誘導巻線４４の接続点Ｒとは反対側の他端に接続されている。また、各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓの誘導巻線３０，４４及び共通巻線３２，４６の巻回中心軸は、ロータ１４（図２）の径方向と一致している。なお、各誘導巻線３０，４４及び共通巻線３２，４６は、対応する主突極２６に、樹脂等により造られる電気絶縁性を有するインシュレータ（図示せず）等を介して巻装することもできる。
【００３１】
このような構成では、後述するように、第１誘導巻線３０、第２誘導巻線４４、第１共通巻線３２及び第２共通巻線４６に整流された電流が流れることで主突極２６が磁化し、磁極部として機能する。また、図２に戻って、ステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに交流電流を流すことで、ステータ１２が回転磁界を生成するが、この回転磁界は、基本波成分の磁界だけでなく、基本波よりも高い次数の高調波成分の磁界を含んでいる。
【００３２】
より詳しくは、ステータ１２に回転磁界を発生させる起磁力の分布は、各相のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗの配置や、ティース１８及びスロット２２によるステータコア１６の形状に起因して、（基本波のみの）正弦波分布にはならず、高調波成分を含むものとなる。特に、集中巻においては、各相のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗが互いに重なり合わないため、ステータ１２の起磁力分布に生じる高調波成分の振幅レベルが増大する。例えばステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗが３相集中巻の場合は、高調波成分として、入力電気周波数の時間的３次成分であり、空間的な２次成分の振幅レベルが増大する。このようにステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗの配置やステータコア１６の形状に起因して起磁力に生じる高調波成分は空間高調波と呼ばれている。
【００３３】
ステータ１２からロータ１４に、この空間強調波成分を含む回転磁界が作用すると、空間高調波の磁束変動により、ロータ１４の主突極２６間の空間に漏れ出す漏れ磁束の変動が発生し、これにより図２に示す各誘導巻線３０，４４の少なくともいずれかの誘導巻線３０，４４に誘導起電力が発生する。また、ステータ１２から近い、主突極２６の先端側の誘導巻線３０，４４は、主に誘導電流を発生させる機能を有し、ステータ１２から遠い、共通巻線３２，４６は、主に主突極２６を磁化する機能を有する、すなわち電磁石として機能する。また、図５Ａの等価回路から理解されるように、隣り合う主突極２６（図２〜図４）に巻装された誘導巻線３０，４４を流れる電流の合計が共通巻線３２，４６にそれぞれ流れる電流となる。また、隣り合う共通巻線３２、４６同士を直列に接続しているので、両方で巻き数を増加させたのと同じ効果を得られ、各主突極２６に流れる磁束を同じとしたままで各共通巻線３２，４６に流す電流を低減できる。
【００３４】
そして、各誘導巻線３０，４４に誘導起電力が発生すると、第１誘導巻線３０、第２誘導巻線４４、第１共通巻線３２及び第２共通巻線４６にダイオード４８，５０の整流方向に応じた直流電流が流れ、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓが巻装された主突極２６が磁化することで、この主突極２６が磁極の固定された磁石である磁極部として機能する。図４に示す、周方向に隣り合う第１ロータ巻線２８ｎと第２ロータ巻線２８ｓとで巻き方向が逆になっており、周方向に隣り合う主突極２６同士で磁化方向が逆になる。図示の例では、第１ロータ巻線２８ｎが巻装された主突極２６の先端にＮ極が生成され、第２ロータ巻線２８ｓが巻装された主突極２６の先端にＳ極が生成されるようにしている。このため、ロータ１４の周方向においてＮ極とＳ極とが交互に配置される。このように、各ダイオード４８，５０（図４）は、各主突極２６に巻かれた複数のロータ巻線２８ｎ，２８ｓに発生する誘導起電力によって複数の主突極２６に生じる磁気特性を、周方向に交互に異ならせている。
【００３５】
また、各ダイオード４８，５０は、対応する誘導巻線３０，４４に接続され、ステータ１２で生成される空間高調波を含む回転磁界による誘導起電力の発生により、対応する誘導巻線３０，４４に流れる電流を整流することで、ロータ１４の周方向に隣り合う誘導巻線３０，４４に流れる電流の位相を、Ａ相とＢ相とに交互に異ならせている。Ａ相は、対応する主突極２６の先端側にＮ極を生成するものであり、Ｂ相は、対応する主突極２６の先端側にＳ極を生成するものである。
【００３６】
また、図２に示すように、ロータ１４の周方向に関する各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の幅θは、ロータ１４の電気角で１８０°に相当する幅よりも短く設定し、各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６は、それぞれ主突極２６に短節巻きで巻装されている。より好ましくは、ロータ１４の周方向に関する各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の幅θは、ロータ１４の電気角で９０°に相当する幅に等しく、あるいはほぼ等しくしている。ここでの各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の幅θについては、各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の断面積を考慮して、各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の断面の中心幅で表すことができる。すなわち、各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の内周面の幅と外周面の幅との平均値で各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の幅θを表すことができる。なお、ロータ１４の電気角は、ロータ１４の機械角にロータ１４の極対数ｐを乗じた値で表される（電気角＝機械角×ｐ）。このため、周方向に関する各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６の幅θは、ロータ１４の回転中心軸から各誘導巻線３０，４４及び各共通巻線３２，４６までの距離をｒとすると、以下の（１）式を満たす。
【００３７】
θ＜π×ｒ／ｐ      （１）
このように幅θを規制している理由は、後で詳しく説明する。
【００３８】
また、本実施形態では、ロータ１４は、周方向の複数個所に配置された主突極２６の周方向両側面から突出する補助突極５４を含んでいる。補助突極５４は、各主突極２６の軸方向（図２、図３の表裏方向）のほぼ全長にわたり、各主突極２６の周方向両側面から、周方向に対し傾斜した方向にそれぞれ突出する板状の磁性体である。例えば、図示の例では、補助突極５４は、各主突極２６の周方向両側面の径方向中間部に、先端に向かうほどロータ１４の径方向外側になるように周方向に対し傾斜している。複数の補助突極５４は、主突極２６の周方向の両側面において、第１誘導巻線３０と第１共通巻線３２との間、及び、第２誘導巻線４４と第２共通巻線４６との間のそれぞれから突出している。すなわち補助突極５４は、主突極２６に磁気的に接続されている。
【００３９】
また、同じスロット２９内に配置される２個の補助突極５４は互いに直接にはスロット２９内で結合されず、先端部は互いに離れている。このような補助突極５４は、ロータコア２４及び主突極２６と同じ磁性材料により形成することができる。例えば、ロータコア２４、各主突極２６及び各補助突極５４を、磁性鋼板の積層体等により一体に形成することができる。
【００４０】
また、各主突極２６に巻かれた各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓのうち、誘導巻線３０，４４と共通巻線３２，４６とは、対応するスロット２９内で補助突極５４で仕切られて分離されている。同じ主突極２６に巻かれる誘導巻線３０，４４と共通巻線３２，４６とは、ロータコア２４の軸方向端面よりも外側に設けられる図示しない片側または両側のコイルエンド側等、補助突極５４から外れた部分で互いに接続されている。なお、各誘導巻線３０，４４と各共通巻線３２，４６とは互いに異なる材料により形成することもできる。例えば、各共通巻線３２，４６は銅線等の導電性材料により形成し、各誘導巻線３０，４４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の、共通巻線３２，４６を構成する導電性材料よりも軽量な別の導電性材料により形成することもできる。また、図３に示すように、各主突極２６の先端部に周方向両側に突出する鍔部５８を形成して、誘導巻線３０，４４（４４は図２参照）の抜け止めを図ることもできる。
【００４１】
このような回転電機１０は、図１の回転電機駆動システム３４により駆動する。回転電機駆動システム３４に設けられた蓄電装置４０は、直流電源として設けられ、充放電可能であり、例えば二次電池により構成する。インバータ３６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のアームＡｕ，Ａｖ，Ａｗを備え、各相アームＡｕ，Ａｖ，Ａｗは、それぞれ２のスイッチング素子Ｓｗを直列に接続している。スイッチング素子Ｓｗは、トランジスタ、ＩＧＢＴ等である。また、各スイッチング素子Ｓｗに逆並列にダイオードＤｉを接続している。さらに、各アームＡｕ，Ａｖ，Ａｗの中点は、回転電機１０を構成する対応する相のステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの一端側に接続されている。ステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗにおいて、同じ相のステータ巻線同士は互いに直列に接続され、異なる相のステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗが中性点で接続されている。
【００４２】
また、蓄電装置４０の正極側及び負極側は、インバータ３６の正極側と負極側とにそれぞれ接続されており、蓄電装置４０とインバータ３６との間にコンデンサ５６が、インバータ３６に対し並列に接続されている。制御装置３８は、例えば車両のアクセルペダルセンサ（図示せず）等から入力される加速指令信号に応じて回転電機１０のトルク目標を算出し、トルク目標等に応じた電流指令値に応じて各スイッチング素子Ｓｗのスイッチング動作を制御する。制御装置３８には、３相のうち、少なくとも２相のステータ巻線（例えば２０ｕ、２０ｖ）側に設けられた電流センサ６０で検出された電流値を表す信号と、レゾルバ等の回転角度検出部６２（図７）で検出された回転電機１０のロータ１４の回転角度を表す信号とがそれぞれ入力される。制御装置３８は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含むもので、インバータ３６のスイッチング素子Ｓｗのスイッチングを制御することにより、回転電機１０のトルクを制御する。制御装置３８は、機能ごとに分割された複数の制御装置により構成することもできる。
【００４３】
このような制御装置３８は、インバータ３６を構成する各スイッチング素子Ｓｗのスイッチング動作により蓄電装置４０からの直流電力を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流電力に変換して、ステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの各相に対応する相の電力を供給することを可能とする。回転電機駆動システム３４は、例えば、車両用走行動力発生装置として、エンジンと走行用モータとを駆動源として備えるハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車等に搭載して使用される。なお、蓄電装置４０とインバータ３６との間に電圧変換部であるＤＣ／ＤＣコンバータを接続して、蓄電装置４０の電圧を昇圧してインバータ３６に供給可能とすることもできる。
【００４４】
上記の回転電機１０では、３相のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに３相の交流電流を流すことでティース１８に形成された回転磁界（基本波成分）がロータ１４に作用し、これに応じて、ロータ１４の磁気抵抗が小さくなるように、主突極２６がティース１８の回転磁界に吸引される。これによって、ロータ１４にトルク（リラクタンストルク）が作用する。
【００４５】
さらに、ティース１８に形成された空間高調波成分を含む回転磁界がロータ１４の各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに鎖交すると、各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓには、空間高調波成分に起因するロータ１４の回転周波数（回転磁界の基本波成分）と異なる周波数の磁束変動によって、各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに誘導起電力が発生する。この誘導起電力の発生に伴って各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに流れる電流は、各ダイオード４８，５０により整流されることで一方向（直流）となる。そして、各ダイオード４８，５０で整流された直流電流が各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに流れるのに応じて各主突極２６が磁化することで、各主突極２６が磁極が（Ｎ極かＳ極のいずれか一方に）固定された磁石として機能する。前述のように、ダイオード４８，５０によるロータ巻線２８ｎ，２８ｓの電流の整流方向が互いに逆方向であるため、各主突極２６に生じる磁石は、周方向においてＮ極とＳ極が交互に配置されたものとなる。
【００４６】
図６は、本実施形態において、ステータ１２からロータ１４に、補助突極５４を通過しつつ磁束が流れる様子を示す模式図である。例えば、図６に示すようにステータ１２の各相のステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗを巻装したティース１８が、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓを巻装した主突極２６に径方向に完全には（全部）が対向していないで、少なくとも１個のティース１８がロータ１４の周方向に関して隣り合う２個の主突極２６の間の中央位置に対向する場合を考える。また、この状態で、図６の破線矢印で示すように、ステータ１２からロータ１４に、ステータ１２の起磁力として、空間的２次の空間高調波の磁束であるｑ軸磁束が流れる場合を考える。この場合、補助突極５４があることで空間高調波をステータ１２の（図６ではＷ相の）ティース１８から補助突極５４を介して、主突極２６へ多く誘導し、主突極２６から別の（図６ではＵ相、Ｖ相の）ティース１８へ誘導して、誘導巻線３０，４４に多くの磁束を鎖交させることができる。図６は、１つのティース１８からｑ軸磁束の最大の磁束が流れる位相角に対応する状態を示しており、電気的１周期の中でｑ軸磁束の向き及び大きさが変化する。また、図６では、破線矢印αが誘導巻線３０に鎖交する磁束を示しており、破線矢印βが誘導巻線４４に鎖交する磁束を示している。この場合、Ｓ極となる主突極２６に巻かれた第２誘導巻線４４に第２ダイオード５０（図４）が接続され、第２ダイオード５０は、対応する主突極２６をＳ極とする方向に電流を流す。このため、Ｓ極側の主突極２６にｑ軸磁束によりＳ極をＮ極とする方向に磁束が流れようとし、これを妨げる方向に第２誘導巻線４４に誘導電流が流れようとし、その流れは第２ダイオード５０で妨げられない。この結果、図６の実線矢印で示すように主突極２６に誘導電流による磁束が流れる。また、ステータ１２のティース１８からＮ極の主突極２６を介して補助突極５４にｑ軸磁束が流れようとする場合もあり、Ｎ極の主突極２６をＳ極とする方向に磁束が流れようとするときに、これを妨げる方向にＮ極の主突極２６に巻かれた第１誘導巻線３０に誘導電流が流れようとする。この場合、第１誘導巻線３０に接続された第１ダイオード４８（図４）が、対応する主突極２６をＮ極とする方向に電流を流す。この場合も図６の実線矢印で示すように主突極２６に誘導電流による磁束が流れる。このため、各主突極２６がＮ極またはＳ極に磁化する。上記のように各主突極２６の両側面から補助突極５４が突出しているので、補助突極５４がない、すなわち各スロット２９内で周方向に隣り合う主突極２６同士の間に空間しかない場合に比べて、各誘導巻線３０，４４に鎖交する磁束の振幅の最大値を大きくできるので、鎖交磁束の変化を大きくできる。
【００４７】
そして、各主突極２６（磁極が固定された磁石）の磁界がステータ１２により生成される回転磁界（基本波成分）と相互作用して、吸引及び反発作用が生じる。このステータ１２により生成される回転磁界（基本波成分）と主突極２６（磁石）の磁界との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）によっても、ロータ１４にトルク（磁石トルクに相当するトルク）を作用させることができ、ロータ１４がステータ１２で生成される回転磁界（基本波成分）に同期して回転駆動する。このように回転電機１０は、ステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗへの供給電力を利用してロータ１４に動力（機械的動力）を発生させる電動機として機能させることができる。
【００４８】
また、第１誘導巻線３０に流れる誘導電流と、第２誘導巻線４４に流れる誘導電流との位相はずれるので、第１誘導巻線３０と第２誘導巻線４４とに、それぞれ位相がずれた半波整流が生成される。これに対して、第１共通巻線３２と第２共通巻線４６とには、第１誘導巻線３０と第２誘導巻線４４とに流れる電流の和の大きさの電流が流れるので、例えば連続して大きな直流電流が流れるようになる。このため、各主突極２６に磁極が形成されやすくなり、ロータ１４のトルクを増大できる。
【００４９】
しかも、本実施形態の回転電機１０によれば、ロータ１４は、各主突極２６の周方向側面から突出し、磁性を有する補助突極５４を含むので、ステータ１２で生成される回転磁界に含まれ、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに鎖交する高調波成分である空間高調波、例えば、時間３次である空間２次の高調波成分を、補助突極５４により有効に増大させることができる。例えば、ステータ１２で生成される起磁力分布の高調波成分の多くの磁束をステータ１２のティース１８から、補助突極５４を介して主突極２６へ誘導して、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに多くの磁束を鎖交させることができる。また、高調波成分の多くの磁束をティース１８から主突極２６を介して補助突極５４へ誘導して、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに多くの磁束を鎖交させることもできる。このため、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに鎖交する磁束の磁束密度の変化を大きくし、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに誘導される誘導電流を大きくでき、主突極２６に形成される電磁石である磁極の磁力を強くできる。このため、ロータ磁力を増加させ、回転電機１０を大型化することなく、回転電機１０のトルクを向上できる。また、ステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに流すステータ電流を小さくしても所望のトルクを得られるので、銅損を低減でき、効率向上を図れる。この結果、回転電機１０のトルク及び効率を向上させることができる。
【００５０】
また、図１の回転電機駆動システム３４が備える制御装置３８は、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓ（図２）の巻回中心軸方向である磁極方向と同方向に界磁磁束を発生させるようにステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに電流を流すためのｄ軸電流指令に、パルス状に増大させる増大パルス電流を重畳させるとともに、ｄ軸電流指令を増大パルス電流の重畳期間以外で補正するｄ軸パルス重畳補正手段６４（図７）を有する。これについて、図７を用いて詳しく説明する。図７は制御装置３８のうち、インバータ制御部の構成を示す図である。制御装置３８は、図示しない電流指令算出部と、ｄ軸パルス重畳補正手段６４と、減算部６６，６８と、ＰＩ演算部７０，７２と、３相／２相変換部７４と、２相／３相変換部７６と、回転角度検出部６２と、図示しないＰＷＭ信号生成部及びゲート回路とを含む。
【００５１】
電流指令算出部は、予め作成されたテーブル等にしたがって、ユーザから入力される加速指示に応じて算出される回転電機１０のトルク指令値に応じて、ｄ軸、ｑ軸に対応する電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を算出する。ここで、ｄ軸とは、回転電機１０の周方向に関してロータ巻線２８ｎ，２８ｓの巻回中心軸方向である磁極方向をいい、ｑ軸とはｄ軸に対し電気角で９０度進んだ方向をいう。例えば、上記の図２に示すようにロータ１４の回転方向が規定される場合、ｄ軸方向、ｑ軸方向は、図２に矢印で示したような関係で規定される。また、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、それぞれｄ軸電流成分の指令値であるｄ軸電流指令値、ｑ軸電流成分の指令値であるｑ軸電流指令値である。このようなｄ軸、ｑ軸を用いて、ステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに流す電流をベクトル制御により決定することが可能となる。
【００５２】
図７に示すように、３相／２相変換部７４は、回転電機１０に設けられた回転角度検出部６２により検出された回転電機１０の回転角度θと、電流センサ６０により検出された２相の電流（例えばＶ相、Ｗ相の電流Ｉｖ、Ｉｗ）とから、２相の電流であるｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑとを算出する。なお、電流センサ６０により２相の電流しか検出していないのは、２相の電流の和が０となるため、１相の電流は算出で求めることができるからである。ただし、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を検出し、その電流値からｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑを算出することもできる。
【００５３】
ｄ軸パルス重畳補正手段６４は、ｄ軸電流指令に重畳させる増大パルス電流を生成するとともに、ｄ軸電流指令の補正量を算出するｄ軸パルス生成補正部７８を有する。図８は、本実施形態において、ステータ電流に対応するｄ軸電流指令（Ｉｄ突極軸電流成分）及びｑ軸電流指令（Ｉｑ凹極軸電流成分）と、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓ（図２）に誘導されるロータ電流（Ｉｒｃ）と、回転電機１０（図２）のトルクとの時間的変化を示す図である。以下の説明では、図１〜７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。なお、図８で示す「Ｉｒｃロータ電流」は、各共通巻線３２，４６に流れる誘導電流である（後述する図１０、１２、１４で同様である）。ｄ軸パルス生成補正部７８は、図８に示すように、ｄ軸電流指令値に重畳させるパルス電流を生成するとともに補正量を算出する。すなわち、ｄ軸パルス生成補正部７８は、パルス状に増大する、すなわち急激に増大してから急激に減少する増大パルス電流を生成する。図８の「Ｉｄ突極軸電流成分」は、ｄ軸電流指令にパルス電流が重畳され、補正量で補正された後の重畳後ｄ軸電流指令値である。
【００５４】
この場合、増大パルス電流が重畳されるｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄで電流増大量Ｗｕが電流減少量Ｗｄよりも小さくなる（Ｗｕ＜Ｗｄ）ようにする。これに伴って、ｄ軸パルス生成補正部７８は、ｄ軸電流指令に増大パルス電流が重畳されないｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでのｄ軸電流指令を徐々に増大させるような補正量を算出する。ｄ軸パルス生成補正部７８で生成された増大パルス電流と補正量とは、図７のｄ軸電流指令Ｉｄ＊に加算部によって重畳させる、すなわち加算して、重畳後ｄ軸電流指令値Ｉｄｓｕｍ＊を生成する。この場合、増大パルス電流は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に一定周期で重畳させる。次いで、重畳後ｄ軸電流指令値Ｉｄｓｕｍ＊は、対応する減算部６６に出力される。したがって、ｄ軸パルス重畳補正手段６４は、ｄ軸電流において、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄで電流増大量Ｗｕを電流減少量Ｗｄよりも小さくすることで、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでの重畳後ｄ軸電流指令値Ｉｄｓｕｍ＊であるＩｄ突極軸電流成分を徐々に増大させるように、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正する。
【００５５】
また、減算部６６は、重畳後ｄ軸電流指令値Ｉｄｓｕｍ＊と３相／２相変換部７４で変換されたｄ軸電流Ｉｄとの偏差δＩｄを求めて、ｄ軸に対応するＰＩ演算部７０に偏差δＩｄを入力する。
【００５６】
また、ｑ軸に対応する減算部６８は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と３相／２相変換部７４で変換されたｑ軸電流Ｉｑとの偏差δＩｑを求めて、ｑ軸に対応するＰＩ演算部７２に偏差δＩｑを入力する。なお、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、トルク指令に対応して算出される一定値である。ＰＩ演算部７０，７２は、それぞれに入力された偏差δＩｄ，δＩｑについて、所定ゲインによるＰＩ演算を行って制御偏差を求め、制御偏差に応じたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。
【００５７】
２相／３相変換部７６は、ＰＩ演算部７０，７２から入力された各電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づいて、回転電機１０の回転角度θから得られた、１．５制御周期後に位置すると予測される予測角から、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する。電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、図示しないＰＷＭ信号生成部でＰＷＭ信号に変換され、ＰＷＭ信号は、図示しないゲート回路に出力される。ゲート回路は、制御信号を印加するスイッチング素子Ｓｗを選択することにより、スイッチング素子Ｓｗのオンオフを制御する。このように、制御装置３８は、ステータ巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに流れるステータ電流をｄｑ軸座標系に変換してｄ軸電流成分及びｑ軸電流成分とし、フィードバック制御を含むベクトル制御により、目標トルクに対応する各相のステータ電流が得られるようにインバータ３６を制御する。
【００５８】
制御装置３８がこのように構成されるので、図８に示すように、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓである各共通巻線３２，４６に、誘導電流であるロータ電流が生じる。この場合、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄで、ｄ軸電流は急激に増大してから急激に減少し、その反作用として、ロータ電流では、急激に減少してから急激に増大する。上記のようにｄ軸電流指令の増大量Ｗｕが減少量Ｗｄよりも小さくなるので、ロータ電流では、増大量が減少量よりも大きくなる。また、ｄ軸電流はｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄで徐々に増大するので、その反作用として、ロータ電流はｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄで徐々に減少するが、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄでロータ電流の増大量が大きくなっていることで、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでのロータ電流の絶対量が増大する。図８で破線αは、後述する図１０の比較例でのロータ電流を示している。比較例では、ｄ軸電流において、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄの増大量と減少量とが同じになっている。このように、ｄ軸パルス重畳補正手段６４は、ｄ軸電流指令に増大パルス電流を重畳させるとともに、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでの少なくとも一部でロータ巻線２８ｎ，２８ｓで生じる誘導電流であるロータ電流を増大させるように、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正する。
【００５９】
図９を用いて、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄでのロータ電流の変化をさらに詳しく説明する。図９は、本実施形態において、ｄ軸電流によりステータ１２とロータ１４とに磁束が通過する様子の１例を示す模式図である。図９に実線矢印で示すように、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄの前期である、ｄ軸電流が急激に上昇する場合に、ｄ軸電流により、１つのティース１８からロータ１４のＳ極の主突極２６、ロータコア２４の環状部分、Ｎ極の主突極２６に順に磁束が流れた後、別のティース１８に流入する場合がある。この場合、磁束の流れを妨げるようにロータ巻線２８ｎ，２８ｓの共通巻線３２，４６（図６）に流れる電流が急激に減少する。なお、図９では、説明の簡略化のために補助突極を省略し、誘導巻線及び共通巻線の区別を省略し、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓが分断されたように示している。
【００６０】
これに対して、図９に破線矢印で示すように、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄの後期である、ｄ軸電流が急激に減少する場合に、ｄ軸電流により、見かけ上、図９の実線矢印方向とは逆方向に流れるように磁束が変化する。この場合、Ｎ極の主突極２６でＳ極になろうとする方向に磁束が流れ、それを妨げる方向にロータ巻線２８ｎに誘導電流が流れようとするとともに、Ｓ極の主突極２６でＮ極になろうとする方向に磁束が流れ、それを妨げる方向にロータ巻線２８ｓに誘導電流が流れようとする。このため、図９の矢印Ｘ、Ｙ方向にロータ巻線２８ｎ，２８ｓの共通巻線３２，４６に流れる電流が急激に上昇し、その流れはダイオード４８，５０でブロックされない。特に、図８で示したように、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄでｄ軸電流の増大量が減少量よりも小さいので、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに流れるロータ電流が大きくなり、回転電機１０のトルクも増大する。図８で破線βは、ｄ軸電流においてｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄの増大量と減少量とが同じになる、後述する図１０の比較例での回転電機のトルクを示している。なお、図８で示すように、ロータ電流及び回転電機１０のトルクは、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでロータ巻線２８ｎ，２８ｓの直流抵抗成分に起因して徐々に減少する。
【００６１】
なお、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に重畳される増大パルス電流は、図８のように三角波とする場合に限定せず、矩形波、台形波、複数の曲線や直線から突起状に形成された波形の、いずれかとすることもできる（後述する図１４で示す、他の実施形態で説明するｑ軸電流指令Ｉｑ＊に重畳される減少パルス電流の場合も同様である）。
【００６２】
このような回転電機駆動システム３４によれば、増大パルス電流が重畳されないｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでのｄ軸電流を徐々に増大させることで、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄでの増大パルス電流の減少時の減少量Ｗｄが大きくなる。このため、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに誘導されるロータ電流の電流増加時間が伸び、電流増大量Ｐｕ（図８）が大きくなる。したがって、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでの回転電機１０のトルクの減少量に対しトルクを十分に補うことができる。ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄの開始時と終了時とでの電流アンバランス分は、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでのｄ軸電流の変化で補える。しかも、ｄ軸電流での増大パルス電流の電流上昇時のピーク値を過度に上昇させずに済む。この結果、電磁石型である回転電機１０のトルクを有効に増大でき、回転電機１０に高い性能を発揮させることができる。また、ｄ軸電流に対する増大パルス電流の重畳により、回転電機１０の低速回転時や停止時のトルクを有効に増大させることができる。
【００６３】
これに対して、図１０は、比較例の回転電機制御システムにおいて、ステータ電流に対応するｄ軸電流指令（Ｉｄ突極軸電流成分）と、ロータ巻線に誘導されるロータ電流（Ｉｒｃ）との時間的変化を示す図である。図１０の比較例の場合、制御部は、上記の本実施形態の場合に有するｄ軸パルス重畳補正手段６４（図７）の代わりに、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に一定周期で増大パルス電流を重畳させるｄ軸パルス重畳手段（図示せず）を有する。比較例において、その他の構成は、上記の実施形態と同様である。このため、図１０に示すように、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に増大パルス電流が重畳された重畳後ｄ軸電流指令であるＩｄ突極軸電流成分では、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄの前後でのｄ軸電流が一致している。すなわち、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄでｄ軸電流の増大量と減少量とは同じである。
【００６４】
これに伴って、ロータ巻線の共通巻線に生じる誘導電流であるロータ電流では、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄの前期で急激に減少し、後期で急激に増大する。ただし、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に増大パルス電流が重畳されないｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでは、ロータ巻線の直流抵抗成分に起因して、ロータ巻線に蓄えられた磁気エネルギが消費され、ロータ電流が徐々に減少する。このため、比較例では、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に対して増大パルス電流を重畳させる構成において、ロータ電流を増大させ、回転電機のトルクを増大させる面から改良の余地がある。上記の本実施形態によれば、このような不都合を解消でき、図８に実線γで示す本実施形態の回転電機のトルクを、図８に破線βで示す比較例のトルクよりも増大できる。なお、図８の重畳後ｄ軸電流指令である「Ｉｄ突極軸電流成分」で、増大パルス電流は前期で正の値から立ち上がり、後期で負の値まで減少しているが、Ｉｄ突極軸電流成分の全体を正の方向（図８の上方向）、または負の方向（図８の下方向）にずらすこともできる。例えば、増大パルス電流は、０から立ち上がり、負の値でさらに小さい値まで減少するようにすることもできる。
【００６５】
また、本実施の形態では、図１に示す各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓにおいて、ロータ１４の周方向に関する幅θを上記の（１）式で述べたように規制している。このため、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに発生する、回転磁界の空間高調波による誘導起電力をより大きくすることができる。すなわち、空間高調波によるロータ巻線２８ｎ，２８ｓへの鎖交磁束の振幅（変動幅）は、周方向に関するロータ巻線２８ｎ，２８ｓの幅θにより影響を受ける。ここで、周方向に関するロータ巻線２８ｎ，２８ｓの幅θを変化させながら、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓへの鎖交磁束の振幅（変動幅）を計算した結果を図１１に示している。図１１では、コイル幅θを電気角に換算して示している。図１１に示すように、コイル幅θが１８０°から減少するにつれてロータ巻線２８ｎ，２８ｓへの鎖交磁束の変動幅が増大しているため、コイル幅θを１８０°よりも小さくする、すなわちロータ巻線２８ｎ，２８ｓを短節巻とすることで、全節巻と比較して、空間高調波による鎖交磁束の振幅を増大させることができる。
【００６６】
したがって、回転電機１０（図２）では、周方向に関する各主突極２６の幅を電気角で１８０°に相当する幅よりも小さくし、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓを各主突極２６に短節巻で巻装することで、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに発生する空間高調波による誘導起電力を効率よく増大させることができる。この結果、ロータ１４に作用するトルクを効率よく増大させることができる。
【００６７】
さらに、図１１に示すように、コイル幅θが９０°の場合に、空間高調波による鎖交磁束の振幅が最大となる。したがって、空間高調波によるロータ巻線２８ｎ，２８ｓへの鎖交磁束の振幅をより増大させるためには、周方向に関する各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓの幅θがロータ１４の電気角で９０°に相当する幅に等しい（あるいはほぼ等しい）ことが好ましい。このため、ロータ１４の極対数をｐとし、ロータ１４の回転中心軸からロータ巻線２８ｎ，２８ｓまでの距離をｒとした場合に、周方向に関する各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓの幅θは、以下の（２）式を満たす（あるいはほぼ満たす）ことが好ましい。
【００６８】
θ＝π×ｒ／（２×ｐ）      （２）
【００６９】
このようにすることで、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに発生する空間高調波による誘導起電力を最大にすることができ、誘導電流により各主突極２６に発生する磁束を最も効率よく増大させることができる。この結果、ロータ１４に作用するトルクをより効率よく増大させることができる。すなわち、幅θが９０°に相当する幅を大きく超えると、互いに打ち消し合う方向の起磁力がロータ巻線２８ｎ，２８ｓに鎖交しやすくなるが、９０°に相当する幅よりも小さくなるのにしたがって、その可能性が低くなる。ただし、幅θが９０°に相当する幅よりも大きく減少すると、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに鎖交する起磁力の大きさが大きく低下する。このため、幅θを約９０°に相当する幅とすることでそのような不都合を防止できる。このため、周方向に関する各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓの幅θは、電気角で９０°に相当する幅に略等しくすることが好ましい。
【００７０】
このように、本実施形態では、各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓのロータ１４の周方向に関する幅θを電気角で９０°に相当する幅に略等しくした場合に、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに発生する、回転磁界の空間高調波による誘導起電力を大きくすることができ、各ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに流れる誘導電流により生成される磁極部である主突極２６の磁束を最も効率よく増大させることができる。この結果、ロータ１４に作用するトルクをより効率よく増大させることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、制御装置３８（図７）がｄ軸電流指令Ｉｄ＊に増大パルス電流を重畳させる一方、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊にはパルス電流を重畳させない場合を説明した。ただし、制御装置３８は、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に対する増大パルス電流の重畳と同時に、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊にパルス状に減少する、すなわち急激に減少してから急激に増大する減少パルス電流を重畳させることもできる。
【００７２】
また、本実施形態では、図３に示すように、補助突極５４は、主突極２６の周方向側面に周方向に対し傾斜する方向に突出形成しているが、補助突極５４は、周方向両側面に周方向に突出させ、中間部で径方向に曲げるように形成することもできる。また、補助突極５４の先端部に、周方向の幅が大きくなった幅広部を設けることもできる。
【００７３】
また、本実施形態では、各主突極２６の両側面に補助突極５４を突出形成し、各スロット２９に配置され、互いに周方向に隣り合う補助突極５４の先端部同士を分離させている。ただし、各スロット２９に配置され、互いに周方向に隣り合う補助突極５４の先端部同士を、スロット２９内で連結することもできる。
【００７４】
なお、上記の図４、図５Ａに示した構成では、ロータ１４の周方向に隣り合う２個の主突極２６を１組として、各組で１個の主突極２６に巻かれた第１誘導巻線３０の一端と、別の主突極２６に巻かれた第２誘導巻線４４の一端とを、２個の整流素子である第１ダイオード４８及び第２ダイオード５０を介して接続する場合を説明した。ただし、本実施形態では、図５Ｂのように構成することもできる。図５Ｂは、ロータ巻線に接続するダイオードの数を少なくした別例を示す、図５Ａに対応する図である。図５Ｂに示す別例では、本実施形態において、ロータのＮ極となる周方向１つおきの主突極２６（図６参照）の先端側に巻装した複数の第１誘導巻線３０同士を直列に接続することで第１誘導巻線組１１８を形成し、ロータのＳ極となる周方向１つおきの主突極２６の先端側に巻装した複数の第２誘導巻線４４同士を直列に接続することで第２誘導巻線組１２０を形成している。第１誘導巻線組１１８及び第２誘導巻線組１２０の一端は、互いに順方向が逆になる第１ダイオード４８及び第２ダイオード５０を介して、接続点Ｒで接続されている。
【００７５】
また、図５Ｂに示すように、ロータの周方向に隣り合うＮ極及びＳ極の２つの主突極２６（図６参照）を１組とした場合に、各組において第１共通巻線３２及び第２共通巻線４６同士を直列に接続することで共通巻線組５２を形成するとともに、全部の主突極２６に関する全部の共通巻線組５２同士を直列接続している。さらに、直列接続した複数の共通巻線組５２のうち、一端となる１つの共通巻線組５２の第１共通巻線３２の一端を接続点Ｒに接続し、他端となる別の共通巻線組５２の第２共通巻線４６の一端を、第１誘導巻線組１１８及び第２誘導巻線組１２０の接続点Ｒとは反対側の他端に接続している。このような構成では、上記の図４、図５Ａに示した構成と異なり、ロータに設けるダイオードの総数を第１ダイオード４８及び第２ダイオード５０の２つに減らすことができる。この場合でも各主突極２６の側面に補助突極５４（図６参照）を形成し、補助突極５４で仕切られた径方向外側と径方向内側との空間にそれぞれ誘導巻線３０，４４及び共通巻線３２，４６を配置することができる。
【００７６】
図１２は、本発明の実施形態の別例の第１例において、ｄ軸電流指令に増大パルス電流を重畳させるとともに、ｄ軸非パルス重畳期間でｄ軸電流を徐々に減少させる場合を示す、図８に対応する図である。図１２の別例の第１例では、上記の図１〜９に示した実施形態と異なり、回転電機１０（図２）のトルクをより増大させることが目的ではなく、回転電機１０のトルクをより安定化させることを目的としている。すなわち、上記の図１０の比較例で説明したように、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に単に増大パルス電流を重畳させるだけでは、増大パルス電流が重畳されないｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄ（図１０）でロータ巻線に生じるロータ電流は、ロータ巻線の直流抵抗成分に起因して徐々に減少する。この場合、回転電機のトルク変動が大きくなったり、振動や騒音の低下の面から改良の余地がある。図１２の別例の第１例はこのような不都合を解消することを目的として考えたものである。なお、以下の説明において、上記の図１〜９に示した実施形態の場合と同様の要素には同一の符号を付して説明する。
【００７７】
上記の目的のために、図１２の別例の第１例では、上記の図７に示した実施形態において、ｄ軸パルス重畳補正手段６４は、ｄ軸電流において、増大パルス電流が重畳されるｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄで電流増大量Ｗｕを電流減少量Ｗｄよりも大きくする（Ｗｕ＞Ｗｄ）ことで、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでの重畳後ｄ軸電流指令であるＩｄ突極軸電流成分を徐々に減少させるように、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正する。このため、図１２と、上記の図８に示した実施形態とでのＩｄ突極軸電流成分の比較から分かるように、図１２の例では、ｄ軸パルス重畳期間Ｔｐｄで、ｄ軸電流の増大量Ｗｕが減少量Ｗｄよりも大きくなり、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでのｄ軸電流が徐々に減少する。このため、ｄ軸電流指令に対する増大パルス電流の重畳によるロータ電流を増大させ、回転電機１０のトルクを増大させる効果は、上記の図１〜９の実施形態の場合よりも小さくなる可能性があるが、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄで、ロータ電流の変化を小さくできるか、またはなくすことができる。すなわち、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄで、ｄ軸電流が減少することに伴って、その反作用としてロータ電流が増大しようとするので、上記のロータ巻線の直流抵抗成分に起因するロータ電流の減少が相殺されて、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでのロータ電流の変化を抑制できる。このため、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄで回転電機１０のトルクが減少するのを抑制でき、例えば、ほぼ一定に維持できる。この結果、電磁石型である回転電機１０のトルク変動を抑制でき、回転電機１０の駆動力の安定化と、振動及び騒音の抑制とを図れるので、回転電機１０に高い性能を発揮させることができる。
【００７８】
なお、図１２では、破線α、破線βが、それぞれ上記の図１０の比較例の場合のロータ電流と回転電機のトルクとを示している（後述する図１４の場合も同様である）。上記のように、ｄ軸パルス重畳補正手段６４は、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄでのｄ軸電流指令Ｉｄ＊を徐々に減少させるようにするので、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄの少なくとも一部でロータ巻線２８ｎ，２８ｓで生じる誘導電流を（例えば図１２の矢印Ｑで示す範囲である、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄの後期で比較例よりも）増大させるようにｄ軸電流指令Ｉｄ＊が補正される。このため、ｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄの少なくとも一部で回転電機１０のトルクが（例えば図１２の矢印Ｔで示す範囲であるｄ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｄの後期で比較例よりも）増大する。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１に示した実施形態と同様である。
【００７９】
図１３は、本発明の実施形態の別例の第２例の制御装置の構成を示す図である。図１４は、別例の第２例において、ｑ軸電流指令に減少パルス電流を重畳させるとともに、ｑ軸非パルス重畳期間でｄ軸電流を徐々に減少させる場合を示す、図８に対応する図である。図１３〜１４の別例の第２例では、上記の図１２の別例の第１例において、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊に増大パルス電流を重畳させるのではなく、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊に周期的にパルス状に減少する、すなわち急激に減少してから急激に増大する減少パルス電流を重畳させる。これとともに、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正して、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊に減少パルス電流が重畳されないｑ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｑ（図１４）でのロータ電流の変化を抑制するようにしている。このために、図１３に示すように、別例の第２例では、制御装置３８は、ｄ軸補正手段８２と、ｑ軸パルス重畳手段８４とを有する。ただし、上記の図１〜９の実施形態と異なり、ｄ軸パルス重畳補正手段６４（図７）は備えていない。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９の実施形態と同様である。以下、上記の図１〜９，１１に示した実施形態と同等の要素には同一の符号を付して説明する。
【００８０】
ｑ軸パルス重畳手段８４は、ｑ軸電流指令に周期的に上記の減少パルス電流を重畳させる。また、ｄ軸補正手段８２は、図１４に示すように、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊（図７）において、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊（図７）に減少パルス電流が重畳される、ｑ軸パルス重畳期間Ｔｐｑの開始時Ｔ１のｄ軸電流ｄ１を終了時Ｔ２のｄ軸電流ｄ２よりも小さく（ｄ１＜ｄ２）して、ｑ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｑでｄ軸電流を徐々に減少させるように、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正する。例えば、図１４の「Ｉｄ突極軸電流成分」で実線δで示すように、ｑ軸パルス重畳期間Ｔｐｑで補正後ｄ軸電流指令であるＩｄ突極軸電流成分を、ｑ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｑで減少するｄ軸電流と同じ傾きで減少させ、その後、急激に増大させている。これによって、ｑ軸パルス重畳期間Ｔｐｑの開始時Ｔ１のｄ軸電流ｄ１が終了時Ｔ２のｄ軸電流ｄ２よりも小さくなっている。なお、図１４で一点鎖線ηで示すように、ｑ軸パルス重畳期間Ｔｐｑの開始時Ｔ１から終了時Ｔ２に向かうにしたがって、ｄ軸電流をほぼ直線状に増大させることで、ｑ軸パルス重畳期間Ｔｐｑの開始時Ｔ１のｄ軸電流を終了時Ｔ２のｄ軸電流よりも小さく（ｄ１＜ｄ２）することもできる。
【００８１】
いずれにしても、このようにｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正することで、ｑ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｑでｄ軸電流は徐々に減少する。ｑ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｑで、ｄ軸電流が徐々に減少することに伴って、その反作用としてロータ電流が増大しようとするので、ｑ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｑでのロータ巻線２８ｎ，２８ｓの直流抵抗成分に起因するロータ電流の減少が相殺されて、ロータ電流の変化を小さくできるか、またはなくせる等、抑制することができる。このため、ｑ軸非パルス重畳期間Ｔｎｐｑで回転電機１０のトルクが減少するのを抑制でき、例えばほぼ一定に維持できる。この結果、図１４に示すように、電磁石型である回転電機１０のトルク変動を抑制でき、回転電機に高い性能を発揮させることができる。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１に示した実施形態と同様である。
【００８２】
次に、上記の実施形態の回転電機駆動システムを構成する回転電機の他の構成例について説明する。以下に示すように、本発明では、種々の回転電機の構成例を使用できる。
【００８３】
例えば、図１５は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例において、ステータとロータとの対向する部分の一部を示す概略断面図である。図１５の構成例の回転電機１０では、ロータ１４の周方向に隣り合う主突極２６同士の間に、磁性材により構成される補助極８６が設けられている。補助極８６は、ロータコア２４の外周面において、各スロット２９の周方向中央部から径方向に突出形成された非磁性材の柱部８８の先端部に結合されている。柱部８８の根元部は、ロータコア２４の外周面のスロット２９の底部に結合されている。なお、柱部８８は、磁性材により構成するとともに、強度確保を図れることを前提に、ロータ１４の周方向に関する柱部８８の断面積を、補助極８６の周方向の断面積よりも十分に小さくすることもできる。
【００８４】
このような構成によれば、補助極８６を含む部分に空間高調波成分が通過する磁路を形成しやすくでき、ステータ１２で発生する回転磁界に含まれる空間高調波を補助極８６に多く通過させ、空間高調波の磁束変動を高くすることができる。このため、ロータ巻線２８ｎ，２８ｓに生じる誘導電流をより大きくして、回転電機１０のトルクをより増大できる。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例と同様である。
【００８５】
図１６は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例において、ステータとロータとの対向する部分の一部を示す概略図である。上記の実施形態では、ロータ１４の各主突極２６に誘導巻線３０，４４及び共通巻線３２，４６を巻装する場合を説明した。これに対して、図１６の構成例の回転電機では、各主突極２６にロータ巻線９０ｎ、９０ｓを巻装するとともに、周方向１つおきの主突極２６に巻装されるロータ巻線９０ｎと、ロータ巻線９０ｎが巻装される主突極２６と隣り合う別の主突極２６に巻装される別のロータ巻線９０ｓとが互いに電気的に分断されるようにしている。すなわち、ロータ１４は、周方向１つおきの主突極２６に複数の第１ロータ巻線９０ｎをそれぞれ集中巻きで巻線し、第１ロータ巻線９０ｎを巻線した主突極２６と隣り合う主突極２６であって、周方向１つおきの主突極２６に、複数の第２ロータ巻線９０ｓをそれぞれ集中巻きで巻線している。
【００８６】
また、複数の第１ロータ巻線９０ｎを直列接続した第１ロータ巻線回路９２ｎに１つの第１ダイオード４８を接続し、複数の第２ロータ巻線９０ｓを直列接続した第２ロータ巻線回路９２ｓに１つの第２ダイオード５０を接続している。すなわち、ロータ１４の周方向に１つおきに配置された複数の第１ロータ巻線９０ｎは、電気的に直列に接続され、かつ無端状に接続されるとともに、その間の一部に第１ダイオード４８が各第１ロータ巻線９０ｎと直列に接続され、第１ロータ巻線回路９２ｎが構成されている。各第１ロータ巻線９０ｎは、同じ磁極（Ｎ極）として機能する主突極２６に巻装されている。
【００８７】
また、複数の第２ロータ巻線９０ｓは、電気的に直列に接続され、かつ無端状に接続されるとともに、その間の一部に第２ダイオード５０が各第２ロータ巻線９０ｓと直列に接続され、第２ロータ巻線回路９２ｓが構成されている。各第２ロータ巻線９０ｓは、同じ磁極（Ｓ極）として機能する主突極２６に巻装されている。周方向に隣り合う（異なる磁極の磁石が形成される）主突極２６に巻装されたロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、互いに電気的に分断されている。
【００８８】
また、ロータ１４の周方向に隣り合う主突極２６同士で、異なる磁極の磁石が形成されるように、各ダイオード４８，５０によるロータ巻線９０ｎ、９０ｓの電流の整流方向を互いに逆にしている。すなわち、周方向において隣り合うように配置された第１ロータ巻線９０ｎと第２ロータ巻線９０ｓとで流れる電流の向き（ダイオード４８，５０による整流方向）、すなわち順方向が互いに逆になるようにダイオード４８，５０がロータ巻線９０ｎ、９０ｓに接続されている。ダイオード４８，５０は、互いに逆向きでロータ巻線９０ｎ、９０ｓに接続されている。
【００８９】
各ダイオード４８，５０は、ステータ１２で生成される空間高調波を含む回転磁界による誘導起電力の発生により、対応するロータ巻線９０ｎ、９０ｓに流れる電流を整流することで、ロータ１４の周方向に隣り合うロータ巻線９０ｎ、９０ｓに流れる電流の位相を、Ａ相とＢ相とに交互に異ならせている。また、ダイオード４８，５０は、誘導起電力の発生により、対応するロータ巻線９０ｎ、９０ｓに流れる電流を独立して整流し、各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓに流れる電流により生成される周方向複数個所の主突極２６の磁気特性を周方向に交互に異ならせている。この構成では、ダイオード４８，５０の数を全体で２つに減らすことができ、ロータ１４の巻線構造を簡略化することができる。
【００９０】
また、各主突極２６の周方向両側面に突出する補助突極５４で、各主突極２６に巻かれたロータ巻線９０ｎ、９０ｓを先端側と根元側とに分けているが、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓの先端側及び根元側同士は直列に接続している。図１６に示した構成の場合も、回転電機１０に高い性能を発揮させることができる。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例と同様である。
【００９１】
また、図１７に示す回転電機の他の構成例のように、各主突極２６に巻装されたロータ巻線９０ｎ、９０ｓごとにそれぞれ１つずつ第１ダイオード４８または第２ダイオード５０を短絡するように接続することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例と同様である。
【００９２】
また、図１８に示す回転電機１０の他の構成例のように、ロータコア２４の外周面の周方向複数個所から突出する第２ティースである突極１１４の周方向両側面から突出形成する補助突極５４（図２、１６、１７等参照）をなくすこともできる。この場合、回転電機１０のトルクが上記の図１６の構成例の場合よりも劣るが、図１８の構成例でも、回転電機１０に高い性能を発揮させることができる。その他の構成及び作用は、上記の図１６の構成例と同様である。
【００９３】
なお、上記の図１６の構成例の回転電機１０のように、周方向に隣り合う主突極２６に巻装されるロータ巻線９０ｎ、９０ｓ同士が互いに電気的に分断される構成例において、補助突極５４の一部のみ、例えば主突極２６に対して周方向片側に配置される補助突極５４のみを省略することもできる。また、図示は省略するが、上記の図１７の構成例のように、各主突極２６に巻装されたロータ巻線９０ｎ、９０ｓごとにそれぞれ１つずつの第１ダイオード４８または第２ダイオード５０で短絡されるように接続する構成で、補助突極５４の一部または全部をなくすこともできる。
【００９４】
図１９は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図１９の構成例では、ロータコア２４に第２スロットであるスリット（空隙）９４を形成し、ロータ１４の磁気抵抗を回転方向に応じて変化させている。図１９の構成例では、ロータコア２４において、複数のスリット９４を径方向に配置するように形成した部分の周方向中央部の磁路をｑ軸磁路部分９６とし、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓを配置した磁極部方向の磁路をｄ軸磁路部分９８としている。ステータ１２（図２参照）と対向するｄ軸磁路部分９８及びｑ軸磁路部分９６が周方向において交互に配置されるようにスリット９４が形成されており、周方向においてｄ軸磁路部分９８がｑ軸磁路部分９６間に位置する。
【００９５】
各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓは、スリット９４を通って磁気抵抗の低いｑ軸磁路部分９８に巻装されている。この場合、スリット９４はロータコア２４において、ロータ１４が固定される回転軸１００回りの周方向に互いに間隔をおいて形成されており、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、一部がスリット９４に配置されるように、ロータコア２４の外周部の周方向複数個所に巻装されている。図１９に示す構成例では、ステータ１２で形成された空間高調波成分を含む回転磁界が各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに鎖交することで、各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに各ダイオード４８，５０で整流された直流電流が流れて各ｄ軸磁路部分９８が磁化する結果、各ｄ軸磁路部分９８が磁極の固定された磁石（磁極部）として機能する。また、周方向に関する各ｄ軸磁路部分９８の幅（各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓの幅θ）をロータ１４の電気角で１８０°に相当する幅よりも短く設定し、ロータ巻線９０ｎ，９０ｓを各ｄ軸磁路部分９８に短節巻で巻装することで、ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに発生する空間高調波による誘導起電力を効率よく増大させることができる。さらに、ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに発生する空間高調波による誘導起電力を最大にするためには、周方向に関する各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓの幅θを、ロータ１４の電気角で９０°に相当する幅に等しく（あるいはほぼ等しく）することが好ましい。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例と同様である。
【００９６】
図２０は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図２０の構成例では、ロータコア２４は、磁性材料製のロータコア本体１０２と複数の永久磁石１０４とを含み、ロータコア２４に永久磁石１０４を配設している。図２０の構成例では、磁極の固定された磁石として機能する複数の磁極部１０６が周方向に互いに間隔をおいた状態でステータ１２（図２参照）と対向配置されており、各磁極部１０６にロータ巻線９０ｎ，９０ｓが巻装されている。この場合、ロータコア２４の周方向複数個所に第２スロットであるスリット１０８が形成されており、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、それぞれの一部がスリット１０８に配置されるように、ロータコア２４の外周部の周方向複数個所に巻装されている。各永久磁石１０４は、周方向において磁極部１０６間に位置する部分に、ステータ１２と対向配置されている。ここでの永久磁石１０４については、ロータコア２４の内部に埋設されていてもよいし、ロータコア２４の表面（外周面）に露出していてもよい。また、ロータコア２４の内部に永久磁石１０４をＶ字状に配置することもできる。図２０の構成例では、ステータ１２で形成された空間高調波成分を含む回転磁界が各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓに鎖交することで、各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓに各ダイオード４８，５０で整流された直流電流が流れて各磁極部１０６が磁化する結果、各磁極部１０６が磁極の固定された磁石として機能する。
【００９７】
また、周方向に関する各磁極部１０６の幅（各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓの幅θ）をロータ１４の電気角で１８０°に相当する幅よりも短く設定し、さらに好ましくは、ロータ１４の電気角で９０°に相当する幅に等しく（あるいはほぼ等しく）する。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例または図１９の構成例と同様である。
【００９８】
図２１は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図２１の構成例では、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓをトロイダル巻きにしている。すなわち、図２１の構成例では、ロータコア２４は環状コア部１１０を含み、複数の突極１１４が、環状コア部１１０の周方向複数個所から径方向外側へ突出している。ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、環状コア部１１０における各突極１１４付近の位置にトロイダル巻きで巻装されている。また、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、それぞれの一部がスロット２９に配置されるように、ロータコア２４の周方向複数個所に巻装されている。図２１の構成例でも、ステータ１２（図２参照）で形成された空間高調波成分を含む回転磁界が各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓに鎖交することで、各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓに各ダイオード４８，５０で整流された直流電流が流れ、各突極１１４が磁化する。その結果、ロータ巻線９０ｎ付近に位置する突極１１４がＮ極として機能し、ロータ巻線９０ｓ付近に位置する突極１１４がＳ極として機能する。また、周方向に関する各突極１１４の幅θをロータ１４の電気角で１８０°に相当する幅よりも短く設定し、さらに、好ましくは、ロータ１４の電気角で９０°に相当する幅に等しく（あるいはほぼ等しく）する。
【００９９】
その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例または図１９の構成例と同様である。なお、図２１の構成例で、すべての突極１１４に巻装されたロータ巻線９０ｎ，９０ｓを互いに電気的に分断することもできる。
【０１００】
図２２は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図２２の構成例の回転電機１０では、ロータ１４は、ロータコア２４と、ロータコア２４の周方向複数個所に配置され、巻装されたロータ巻線９０ｎ、９０ｓとを含み、ロータコア２４は、磁性材料製のロータコア本体１１２と、ロータ１４の周方向複数個所に配置された永久磁石１０４とを含む。ロータコア２４の周方向複数個所に、径方向に伸びる柱部等の磁極部１０６が形成され、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、各磁極部１０６に巻装されている。すなわち、ロータコア２４の周方向複数個所に第２スロットであるスリット１０８が形成されており、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、それぞれの一部がスリット１０８に配置されるように、ロータコア２４の外周部の周方向複数個所に巻装されている。
【０１０１】
永久磁石１０４は、ロータ１４の周方向複数個所の、各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓとロータ１４の周方向に関して一致する部分に設けられた磁極部１０６の内部に配置され、すなわち埋設されている。逆に言えば、各永久磁石１０４の周囲にロータ巻線９０ｎ，９０ｓが巻装されている。永久磁石１０４は、ロータ１４の径方向に着磁させるとともに、その着磁方向を、ロータ１４の周方向に隣り合う永久磁石１０４同士で異ならせている。図２２（後述する図２３も同様。）において、永久磁石１０４の上に配置された実線矢印は、永久磁石１０４の磁化方向を表している。なお、磁極部１０６は、ロータ１４の周方向複数個所に径方向に伸びるように配置した突極等により構成することもできる。
【０１０２】
ロータ１４は、周方向に関して異なる磁気的突極特性を有する。ロータ１４のうち、各永久磁石１０４から周方向に外れ、周方向に関して磁極部１０６と外れた位置である、周方向に隣り合う磁極部１０６の間の周方向中央部の磁路をｑ軸磁路とし、各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓの巻回中心軸と周方向に一致する磁路をｄ軸磁路としている。各永久磁石１０４は、ロータ１４の周方向複数個所に位置するｄ軸磁路に配置されている。
【０１０３】
また、各磁極部１０６に巻装されたロータ巻線９０ｎ，９０ｓは、互いに電気的に接続されておらず分断（絶縁）されている。そして、電気的に分断された各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに、ダイオード４８（または５０）が接続されている。また、ロータ１４の周方向の１つ置きの一部のロータ巻線９０ｎに接続されたダイオード４８と、残りのロータ巻線９０ｓに接続されたダイオード５０との電流の流れ方向を逆にして、互いの順方向を逆にしている。このため、各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓは、ダイオード４８（または５０）を介して短絡されている。したがって、各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに流れる電流が一方向に整流される。
【０１０４】
ロータ巻線９０ｎ，９０ｓにダイオード４８，５０の整流方向に応じた直流電流が流れると、ロータ巻線９０ｎ，９０ｓが巻装された磁極部１０６が磁化することで、この磁極部１０６が磁極の固定された磁石として機能する。図２２にロータ巻線９０ｎ，９０ｓの、ロータ１４の径方向に関する外側に示した破線矢印の向きは、磁極部１０６の磁化方向を表している。
【０１０５】
また、図２２に示すように、ロータ１４の周方向に隣り合うロータ巻線９０ｎ，９０ｓ同士で直流電流の方向が互いに逆方向になる。そして、ロータ１４の周方向に隣り合う磁極部１０６同士で磁化方向が互いに逆になる。例えば、図２２では、ロータ１４の周方向１つ置きの磁極部１０６である、ロータ巻線９０ｎとロータ１４の周方向に一致する部分の径方向外側にＮ極が配置され、Ｎ極の磁極部１０６と周方向に隣り合う磁極部１０６である、ロータ巻線９０ｓとロータ１４の周方向に一致する部分の径方向外側にＳ極が配置されるようにする。ロータ１４の周方向に隣り合う２つの磁極部１０６（Ｎ極及びＳ極）により、１つの極対が構成される。また、各永久磁石１０４の磁化方向と、各永久磁石１０４に対しロータ１４の周方向に一致する磁極部１０６の磁化方向とを一致させている。
【０１０６】
また、ロータ１４の周方向に関する各磁極部１０６の幅がロータ１４の電気角で１８０°に相当する幅よりも短く設定されている。そして、周方向に関する各ロータ巻線９０ｎ，９０ｓの幅θはロータ１４の電気角で１８０°に相当する幅よりも短く設定し、さらに好ましくは、電気角で９０°に相当する幅と等しく（またはほぼ等しく）する。
【０１０７】
このような回転電機１０において、３相のステータ巻線２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに３相の交流電流を流すことでステータ１２（図２）に生成された高調波成分を含む周波数の回転磁界がロータ１４に作用する。そしてこれに応じて、ロータ１４に、リラクタンストルクＴreと永久磁石生成トルクＴmgとロータ巻線生成トルクＴcoilとが作用して、ロータ１４がステータ１２で生成される回転磁界（基本波成分）に同期して回転駆動する。ここで、リラクタンストルクＴreは、各磁極部１０６が、ステータ１２が生成した回転磁界に吸引されることにより発生するトルクである。また、永久磁石生成トルクＴmgは、各永久磁石１０４により生成される磁界とステータ１２の回転磁界との相互作用である、吸引及び反発作用により生じるトルクである。また、ロータ巻線生成トルクＴcoilは、ステータ１２により発生する起磁力の空間高調波成分がロータ巻線９０ｎ，９０ｓに作用することにより、ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに誘導される電流によるトルクであり、各磁極部１０６により生成される磁界とステータ１２の回転磁界との電磁気的相互作用である、吸引及び反発作用により生じるトルクである。
【０１０８】
このような本構成例の回転電機１０によれば、回転電機１０のトルクを有効に高くすることができる。また、ロータ巻線９０ｎ，９０ｓに流れる誘導電流により、各永久磁石１０４内の磁束変動が抑えられるため、各永久磁石１０４内部での渦電流損失が抑えられ、磁石発熱を低減できる。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例または図１９の構成例と同様である。
【０１０９】
図２３は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図２３の構成例では、複数のロータ巻線９０ｎ，９０ｓのうち、ロータ１４の周方向において１つおきに配置された一部のロータ巻線９０ｎ同士を電気的に直列接続し、周方向において１つおきに配置された残りのロータ巻線９０ｓ同士を電気的に直列接続している。また、互いに電気的に接続されたロータ巻線９０ｎ（または９０ｓ）を含む回路により、互いに電気的に分断された２組のロータ巻線回路９２ｎ、９２ｓを構成している。
【０１１０】
また、２組のロータ巻線回路９２ｎ、９２ｓにそれぞれ、互いに異なる極性を有するダイオード４８，５０を、１つおきのロータ巻線９０ｎ，９０ｓに対して直列に接続し、それぞれのロータ巻線回路９２ｎ、９２ｓに流れる電流の向きを一方向に整流している。その他の構成及び作用は、上記の図２２の構成例と同様である。
【０１１１】
図２４は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図２４の構成例の回転電機を構成するロータ１４は、ロータコア２４と、複数のロータ巻線９０ｎ、９０ｓとを有する。ロータコア２４は、外周面の周方向複数個所に径方向に突出する突極１１４を設けた構成とし、各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓを、ロータ１４の周方向に隣り合う突極１１４の間に配置している。すなわち、各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、内部が空間部となる空芯状態で配置される。また、ロータ１４の周方向に関してロータ巻線９０ｎ、９０ｓの間部分が、ステータ１２（図２参照）側に突出し、ロータコア２４は磁気的突極特性を有する。この場合、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、それぞれの一部または全部がスロット２９に配置されるように、ロータコア２４の外周部の周方向複数個所に巻装されている。
【０１１２】
このようなロータ１４の場合、ロータ１４の周方向に関して突極１１４と一致する磁路がｑ軸磁路となり、ロータ１４の周方向に関してロータ巻線９０ｎ，９０ｓと一致する位置がｄ軸磁路となる。
【０１１３】
このような構成例では、ロータ１４に永久磁石が配置されていないが、ロータ１４の回転方向にかかわらず回転電機のトルクを大きくできる。すなわち、ロータ１４の回転方向にかかわらず、電流位相−トルク特性が同じになり、しかもトルクの最大値が高くなり、トルクを有効に高くすることができる。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例または図２３の構成例と同様である。
【０１１４】
図２５は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図２５の構成例の回転電機を構成するロータ１４では、上記の図１９に示した構成例のロータコア２４において、複数のスリット９４を径方向に配置するように形成した部分の周方向中央部の磁路をｄ軸磁路部分９８とし、ｄ軸磁路部分９８にロータ巻線９０ｎ、９０ｓを配置している。また、ロータコア２４において、周方向に隣り合うｄ軸磁路部分９８の間をｑ軸磁路部分９６としている。ステータ１２（図２参照）と対向するｄ軸磁路部分９８及びｑ軸磁路部分９６が周方向において交互に配置されるようにスリット９４が形成されており、周方向においてｄ軸磁路部分９８がｑ軸磁路部分９６間に位置する。
【０１１５】
このような構成例の場合も、ロータ１４に永久磁石が配置されていないが、ロータ１４の回転方向にかかわらず回転電機のトルクを大きくできる。その他の構成及び作用は、上記の図１９または図２４の構成例と同様である。
【０１１６】
図２６は、本発明の実施の形態を構成する回転電機の他の構成例のロータを示す概略図である。図２６の構成例の回転電機を構成するロータ１４では、ロータコア２４は、磁性材料製のロータコア本体１１６と複数の永久磁石１０４とにより構成されている。また、ロータコア本体１１６に磁気的突極特性を持たせず、ロータコア本体１１６の外周面の周方向複数個所に永久磁石１０４を固定している。また、ロータコア２４は、永久磁石１０４間にスロット２９がロータ１４の回転中心軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されている。また、各永久磁石１０４の周囲にロータ巻線２８ｎ，２８ｓが巻装されている。この場合、ロータ巻線９０ｎ、９０ｓは、それぞれの一部がスロット２９に配置されるように、ロータコア２４の外周部の周方向複数個所に巻装されている。本構成例では、ロータ１４の周方向複数個所の、各永久磁石１０４と周方向に一致する部分を磁極部としている。また、各ロータ巻線９０ｎ、９０ｓを、隣り合うロータ巻線９０ｎ、９０ｓ同士で異なる極性を有するダイオード４８，５０で短絡している。その他の構成及び作用は、上記の図１〜９，１１の実施形態、または、図１２〜１４の別例の第１例または第２例または図１９の構成例と同様である。
【０１１７】
以上の実施形態及び構成例の説明では、ステータ１２とロータ１４とが回転軸に対し直交する径方向において対向配置されているラジアル型の回転電機の場合を説明した。ただし、上記の実施形態を構成する回転電機は、ステータとロータとが回転軸と平行方向（回転軸方向）において対向配置されたアキシャル型の回転電機であってもよい。また、上記では、ステータの径方向内側にロータが対向配置された場合を説明したが、ステータの径方向外側にロータが対向配置された構成でも本発明を実施できる。
【０１１８】
なお、図示は省略するが、上記の実施形態において、制御部は、ｑ軸電流指令に、パルス状に減少する減少パルス電流を重畳させるとともに、ｑ軸電流指令に増大パルス電流が重畳されないｑ軸非パルス重畳期間の少なくとも一部でロータ巻線で生じる誘導電流を増大させるように、ｑ軸電流指令を補正するｑ軸パルス重畳補正手段を有する回転電機駆動システムの構成を採用することもできる。
【０１１９】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。本発明では、例えばアキシャルギャップ型の回転電機等を備える構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  回転電機、１２  ステータ、１４  ロータ、１６  ステータコア、１８  ティース、２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ  ステータ巻線、２２  スロット、２４  ロータコア、２６  主突極、２８ｎ  第１ロータ巻線、２８ｓ  第２ロータ巻線、２９  スロット、３０  第１誘導巻線、３２  第１共通巻線、３４  回転電機駆動システム、３６  インバータ、３８  制御装置、４０  蓄電装置、４４  第２誘導巻線、４６  第２共通巻線、４８  第１ダイオード、５０  第２ダイオード、５２  共通巻線組、５４  補助突極、５６  コンデンサ、５８  鍔部、６０  電流センサ、６２  回転角度検出部、６４  ｄ軸パルス重畳補正手段、６６，６８  減算部、７０，７２  ＰＩ演算部、７４  ３相／２相変換部、７６  ２相／３相変換部、７８  ｄ軸パルス生成補正部、８０  加算部、８２  ｄ軸補正手段、８４  ｑ軸パルス重畳手段、８６  補助極、８８  柱部、９０ｎ  第１ロータ巻線、９０ｓ  第２ロータ巻線、９２ｎ  第１ロータ巻線回路、９２ｓ  第２ロータ巻線回路、９４  スリット、９６  ｑ軸磁路部分、９８  ｄ軸磁路部分、１００  回転軸、１０２  ロータコア本体、１０４  永久磁石、１０６  磁極部、１０８  スリット、１１０  環状コア部、１１２  ロータコア本体、１１４  突極、１１６  ロータコア本体、１１８  第１誘導巻線組、１２０  第２誘導巻線組。
【図１】
0005623346.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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