(57)【要約】【課題】回転電機の大型化を抑制しつつ、回転子を支持する磁力を大きくする。【解決手段】回転電機は、異なる交流電源から交流が流される第１巻線１Ｌと第２巻線２Ｌとを有し、回転子１１を回転させるための磁力と支持する磁力とを生成するステータ１２Ａを備える。前記ステータ１２Ａは、第１磁極を生じさせる第１磁極生成部６１と、第２磁極を生じさせる第２磁極生成部６２と、第３磁極を生じさせる第３磁極生成部６３と、を有する。前記ステータ１２Ａ内に起磁力の分布の偏りを生じさせることによって、前記第２磁極が、前記第２磁極生成部６２の中心から、前記第１磁極とは反対の方向にずれた位置に生成され、前記第３磁極が、前記第３磁極生成部６３の中心から、前記第１磁極とは反対の方向にずれた位置に生成される。【選択図】図３Ａ
2018201280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機（１００）であって、
回転軸（ＲＸ）の周りに、少なくとも一対の磁極（１１ｎ，１１ｓ）が配列されている回転子（１１）と、
前記回転軸に沿って配置され、前記回転軸に垂直な断面において前記回転子の外周に沿った外周方向に、前記回転子を囲むように並列に配列されるコイル辺を構成する複数の巻線（１Ｌ，１ｕ，１ｖ，１ｗ，２Ｌ，２ｕ，２ｖ，２ｗ）を有し、前記巻線に交流が流されたときに、前記回転子を回転させるための磁力と、前記回転子を支持するための磁力と、を生成するステータ（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ）と、
を備え、
前記複数の巻線は、互いに異なる交流電源から交流が流される第１巻線（１Ｌ，１ｕ，１ｖ，１ｗ）と、第２巻線（２Ｌ，２ｕ，２ｖ，２ｗ）と、を含み、
前記ステータは、前記回転軸の方に向く第１磁極（Ｍ１，Ｍ１ｕ，Ｍ１ｖ，Ｍ１ｗ）を生じさせる第１磁極生成部（６１）と、前記回転軸の方に向く第２磁極（Ｍ２，Ｍ２ｕ，Ｍ２ｖ，Ｍ２ｗ）を生じさせる第２磁極生成部（６２）と、前記回転軸の方に向く第３磁極（Ｍ３，Ｍ３ｕ，Ｍ３ｖ，Ｍ３ｗ）を生じさせる第３磁極生成部（６３）と、を有し、
前記第１磁極生成部は、前記第１巻線のコイルによって構成され、
前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部とは、前記第２巻線のコイル、または、互いに反対の方向に電流が流れる前記第１巻線のコイル辺と前記第２巻線のコイル辺との組み合わせによって構成され、
前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部とは、前記回転軸を挟んで互いに対向する位置に設けられており、
前記ステータにおいて、前記回転軸よりも前記第１磁極側の第１領域（Ａｆ）に生じる起磁力より、前記回転軸を挟んで前記第１磁極とは反対側の第２領域（Ａｓ）に生じる起磁力の方が大きくなるように、前記ステータ内における起磁力の分布の偏りを生じさせることによって、前記第２磁極が、前記外周方向において前記第２磁極生成部の中心から、前記第１磁極とは反対の方向にずれた位置に生成され、前記第３磁極が、前記外周方向において前記第３磁極生成部の中心から、前記第１磁極とは反対の方向にずれた位置に生成される、回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機であって、
前記第２磁極生成部は、前記第１領域に配置され、第１方向に電流が流れるコイル辺の数より、前記第２領域に配置され、前記第１方向とは反対の第２方向に電流が流れるコイル辺の数が多くなるように、前記第２巻線を分布巻きしたコイルによって形成されており、
前記第３磁極生成部は、前記第１領域に配置され、前記第２方向に電流が流れるコイル辺の数より、前記第２領域に配置され、前記第１方向に電流が流れるコイル辺の数が多くなるように、前記第２巻線を分布巻きしたコイルによって形成されており、
前記ステータ（１２Ａ）は、前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部において生じる起磁力の分布の偏りによって、前記ステータ内における前記起磁力の分布の偏りを生じさせている、回転電機。
【請求項３】
請求項２記載の回転電機であって、
前記ステータの内周面側には、前記巻線が１本ずつ配置される複数のスロット（１３）が、前記回転子を囲むように、前記外周方向に配列されており、
前記第１巻線が配置される前記スロットの数と、前記第２巻線が配置される前記スロットの数と、の比は、１：２である、回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機であって、
前記ステータ（１２Ｂ）は、さらに、前記回転軸を挟んで前記第１磁極生成部に対向する位置に設けられる第４磁極生成部（６４）を有し、
前記第１磁極生成部と前記第４磁極生成部とは、前記第１巻線を集中巻きしたコイルによって構成され、
前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部とは、前記第２巻線を集中巻きしたコイルによって構成され、
前記第１磁極生成部と前記第４磁極生成部とが対向する方向と、前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部とが互いに対向する方向とは直交しており、
前記回転軸から前記第１磁極生成部を見たときの前記第１磁極生成部における前記第１巻線の巻方向と、前記回転軸から前記第２磁極生成部を見たときの前記第２磁極生成部における前記第２巻線の巻方向と、前記回転軸から前記第３磁極生成部を見たときの前記第３磁極生成部における前記第２巻線の巻方向と、が同じであり、かつ、前記回転軸から前記第１磁極生成部を見たときの前記第１磁極生成部における前記第１巻線の巻方向と、前記回転軸から前記第４磁極生成部を見たときの前記第４磁極生成部における前記第１巻線の巻方向と、が反対であることによって、前記ステータ内における前記起磁力の分布の偏りを生じさせている、回転電機。
【請求項５】
請求項１記載の回転電機であって、
前記第１磁極生成部では、第１方向に電流が流れる前記第１巻線のコイル辺が前記第２磁極生成部側に配置され、前記第１方向とは反対の第２方向に電流が流れる前記第１巻線のコイル辺が前記第３磁極生成部側に配置され、
前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部とは、前記第２巻線を集中巻きしたコイルによって構成され、
前記第２磁極生成部は、前記第１領域に配置され、前記第１方向に電流が流れる前記第２巻線のコイル辺と、前記第２領域に配置され、前記第２方向に電流が流れる前記第２巻線のコイル辺と、を有し、
前記第３磁極生成部は、前記第１領域に配置され、前記第２方向に電流が流れる前記第２巻線のコイル辺と、前記第２領域に配置され、前記第１方向に電流が流れる前記第２巻線のコイル辺と、を有し、
前記ステータ（１２Ｃ）は、さらに、前記第２領域に配置され、前記第２巻線によって構成される追加コイル（６５）を有し、
前記追加コイルにおける前記第２方向に電流が流れるコイル辺が、前記第２領域に配置されている前記第２磁極生成部の前記コイル辺に隣り合うように配置され、前記追加コイルにおける前記第１方向に電流が流れるコイル辺が、前記第２領域に配置されている前記第３磁極生成部の前記コイル辺に隣り合うように配置されていることによって、前記ステータ内における前記起磁力の分布の偏りが生じている、回転電機。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機であって、さらに、
前記ステータ内における前記回転軸の径方向の位置を検出する軸位置検出部（４５）と、
前記第１巻線に接続される第１交流電源（２４）と、
前記第２巻線に接続される第２交流電源（２５）と、
前記第１交流電源と前記第２交流電源を制御する制御部（５０）と、
を備え、
前記制御部は、前記回転子の目標回転数に応じて決定される第１目標電流値に、前記回転軸が予め決められた基準位置に位置するように、前記軸位置検出部の出力結果に応じて決定される第２目標電流値を加算した目標値で前記第１交流電源に出力させ、前記第１目標電流値から前記第２目標電流値を減算した目標値で前記第２交流電源に出力させる、回転電機。
【請求項７】
請求項１記載の回転電機であって、さらに、
前記第１巻線に接続される第１交流電源（２４）と、
前記第２巻線に接続される第２交流電源（２５）と、
を備え、
前記第１磁極生成部は、前記第１巻線の集中巻きによって構成され、
前記第２磁極生成部は、前記第１領域に配置され、第１方向に電流が流れる前記第１巻線のコイル辺と、前記第２領域に配置され、前記第１方向とは反対の第２方向に電流が流れる前記第２巻線のコイル辺と、の組み合わせによって構成され、
前記第３磁極生成部は、前記第１領域に配置され、前記第２方向に電流が流れる前記第１巻線のコイル辺と、前記第２領域に配置され、前記第１方向に電流が流れる前記第２巻線のコイル辺と、の組み合わせによって構成され、
前記ステータ（１２Ｄ）は、さらに、前記第２領域に配置され、前記第２巻線の集中巻きによって構成される第２領域側コイル（６４）を有し、
前記第２領域側コイルは、前記第２方向に電流が流れるコイル辺が前記第２磁極生成部側に位置し、前記第１方向に電流が流れるコイル辺が前記第３磁極生成部側に位置するように配置されており、
前記第１交流電源が前記第１巻線に流す電流よりも、前記第２交流電源が前記第２巻線によって流す電流の方が大きいことによって、前記ステータ内における前記起磁力の分布に偏りを生じさせる、回転電機。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回転電機であって、
前記回転子と、前記ステータと、を有するベアリングレスモータを備える、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流モータの一種であるベアリングレスモータを備える回転電機が知られている（例えば、下記特許文献１）。ベアリングレスモータでは、ステータコイルにおいて、回転子を回転させるための磁力と、回転軸が所定の位置に位置するように回転子を支持するための磁力と、を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のベアリングレスモータでは、ステータに、回転子を回転させる磁力を発生させるための従来の巻線に加えて、回転子を支持する磁力を発生させるための巻線が新たに追加されていたため、モータが大型化するという課題があった。この課題に対して、上記の特許文献１の技術では、従来のステータにおいて回転子を回転させる磁力を発生させるために設けられていた巻線を２つの巻線群に分けている。そして、各巻線群に流れる交流電流を制御することによって、それら巻線群において、回転子を回転させる磁力に加えて、回転子を支持するための磁力を発生させている。
【０００５】
ベアリングレスモータでは、通常、モータの極数Ｐｎに対して、回転子を支持するための磁極である支持磁極の数は、Ｐｎ±２であることが求められる。特許文献１の技術では、モータの極数Ｐｎが２に対して支持磁極の数が４の構成、または、モータの極数Ｐｎが４に対して支持磁極の数が２の構成、に限られてしまい、設計の自由度が低いという問題がある。モータの極数Ｐｎが４である構成においては、支持極の数が６である方が、より少ない電流で大きな支持力を発生させることができ、回転子をより安定的に支持することができる。そのため、特許文献１の技術のように、モータの極数Ｐｎが４に対して、支持極の数が２の構成に限定されてしまうことは望ましくない。
【０００６】
このように、ベアリングレスモータを備える回転電機においては、装置の大型化を抑制しつつ、回転子を支持するための磁力を大きくして、回転子の支持を安定化させることについて、依然として改良の余地があった。こうした課題は、ベアリングレスモータを備える回転電機に限らず、ステータにおいて回転子を回転させるための磁力と、回転子を支持するための磁力と、を発生させる回転電機において共通する課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
本発明の一形態によれば、回転電機が提供される。この回転電機（１００）は、回転軸（ＲＸ）の周りに、少なくとも一対の磁極（１１ｎ，１１ｓ）が配列されている回転子（１１）と；前記回転軸に沿って配置され、前記回転軸に垂直な断面において前記回転子の外周に沿った外周方向に、前記回転子を囲むように並列に配列されるコイル辺を構成する複数の巻線（１Ｌ，１ｕ，１ｖ，１ｗ，２Ｌ，２ｕ，２ｖ，２ｗ）を有し、前記巻線に交流が流されたときに、前記回転子を回転させるための磁力と、前記回転子を支持するための磁力と、を生成するステータ（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ）と；を備える。前記複数の巻線は、互いに異なる交流電源から交流が流される第１巻線（１Ｌ，１ｕ，１ｖ，１ｗ）と、第２巻線（２Ｌ，２ｕ，２ｖ，２ｗ）と、を含み；前記ステータは、前記回転軸の方に向く第１磁極（Ｍ１，Ｍ１ｕ，Ｍ１ｖ，Ｍ１ｗ）を生じさせる第１磁極生成部（６１）と、前記回転軸の方に向く第２磁極（Ｍ２，Ｍ２ｕ，Ｍ２ｖ，Ｍ２ｗ）を生じさせる第２磁極生成部（６２）と、前記回転軸の方に向く第３磁極（Ｍ３，Ｍ３ｕ，Ｍ３ｖ，Ｍ３ｗ）を生じさせる第３磁極生成部（６３）と、を有し；前記第１磁極生成部は、前記第１巻線のコイルによって構成され；前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部とは、前記第２巻線のコイル、または、互いに反対の方向に電流が流れる前記第１巻線のコイル辺と前記第２巻線のコイル辺との組み合わせによって構成され；前記第２磁極生成部と前記第３磁極生成部とは、前記回転軸を挟んで互いに対向する位置に設けられており；前記ステータにおいて、前記回転軸よりも前記第１磁極側の第１領域（Ａｆ）に生じる起磁力より、前記回転軸を挟んで前記第１磁極とは反対側の第２領域（Ａｓ）に生じる起磁力の方が大きくなるように、前記ステータ内における起磁力の分布の偏りを生じさせることによって、前記第２磁極が、前記外周方向において前記第２磁極生成部の中心から、前記第１磁極とは反対の方向にずれた位置に生成され、前記第３磁極が、前記外周方向において前記第３磁極生成部の中心から、前記第１磁極とは反対の方向にずれた位置に生成される。
【０００９】
この形態の回転電機によれば、回転子を回転させるため磁力を発生させる巻線と、回転子を支持するための磁力を発生させる巻線とが共通している。そのため、ベアリングレスモータ以外の従来の交流モータにおいて採用されていたステータにおける巻線構成を利用して、回転子を回転させるための磁力とともに、回転子を支持するための磁力を発生させることができる。従って、ステータに回転子を支持しつつ回転させる磁力を発生させる回転電機の大型化を抑制することができる。また、この形態の回転電機によれば、少なくとも三方向から回転子を支持する磁極がステータ内に生成されるため、回転子を二方向から支持する磁極のみが生成される構成よりも、回転子を支持するためのより大きな力を得ることができる。例えば、極数が４の回転電機において、回転子を支持するための６つの支持磁極が生成される構成を実現することができる。さらに、第１磁極が第１領域側に生成されるのに対して、第２磁極および第３磁極が、第２領域側に生成されるため回転子の支持の安定性が高められる。また、この形態の回転電機によれば、ステータにおける起磁力の分布の偏りによって、第２磁極および第３磁極を、前述したような回転子の支持の安定性を高めることができる位置に、容易に生成することができる。
【００１０】
本発明は、回転電機以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、回転電機のステータ、回転電機における巻線の結線方法、回転電機の制御方法、回転電機における磁極の発生方法、それらの方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】回転電機１００の構成を示す概略ブロック図。
【図２】制御部５０の構成を示す概略ブロック図。
【図３Ａ】第１実施形態におけるモータ１０ＡのＵ相についての概略断面図。
【図３Ｂ】第１実施形態におけるモータ１０ＡのＶ相についての概略断面図。
【図３Ｃ】第１実施形態におけるモータ１０ＡのＷ相についての概略断面図。
【図４】第１実施形態におけるモータ１０ＡのＵ相についての展開図。
【図５】第１実施形態における磁極Ｍ１〜Ｍ３の生成位置を示す模式図。
【図６】第２実施形態におけるモータ１０ＢのＵ相について構成を示す概略断面図。
【図７】第３実施形態におけるモータ１０ＣのＵ相について構成を示す概略断面図。
【図８】第４実施形態におけるモータ１０ＤのＵ相について構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．第１実施形態：
図１を参照する。回転電機１００は、モータ１０Ａと、電源部２０と、電流検出部３０と、回転位置検出部４０と、軸位置検出部４５と、制御部５０と、を備える。モータ１０Ａは、三相交流によって駆動する三相交流モータである。モータ１０Ａは、いわゆるベアリングレスモータである。モータ１０Ａは、交流によって、ステータ１２Ａにおいて、回転子１１を回転させるための磁力と、回転子１１の回転軸ＲＸの位置が既定の基準位置に保持されるように、回転子１１を支持するための磁力と、を発生させる。回転子１１、回転軸ＲＸおよびステータ１２Ａは図３Ａ〜図３Ｃに図示されている。
【００１３】
モータ１０Ａは、複数の巻線として、第１巻線１ｕ，１ｖ，１ｗと、第２巻線２ｕ，２ｖ，２ｗと、を有する（図１）。第１巻線１ｕおよび第２巻線２ｕには、Ｕ相の交流が流れる。第１巻線１ｖおよび第２巻線２ｖには、Ｖ相の交流が流れる。第１巻線１ｗおよび第２巻線２ｗには、Ｗ相の交流が流れる。本実施形態では、各相の第１巻線１ｕ，１ｖ，１ｗは、スター結線により、中性点Ｎ１において互いに接続されている。同様に、各相の第２巻線２ｕ，２ｖ，２ｗは、スター結線により、中性点Ｎ２において互いに接続されている。以下では、第１巻線１ｕ，１ｖ，１ｗを、相ごとに区別する必要が無い場合には、「第１巻線１Ｌ」と総称する。第２巻線２ｕ，２ｖ，２ｗも、同様に、「第２巻線２Ｌ」と総称する。モータ１０Ａにおける巻線１Ｌ，２Ｌの配列構成については後述する。
【００１４】
電源部２０は、直流電源２１と、第１電力変換装置２２と、第２電力変換装置２３と、を備える。直流電源２１は、例えば、二次電池によって構成される。２つの電力変換装置２２，２３は、例えば、スイッチング機能を有する半導体モジュールを備えるインバータによって構成される。電源部２０は、直流電源２１から出力される直流を、第１電力変換装置２２と第２電力変換装置２３のそれぞれにおいて三相交流に変換して、モータ１０Ａに供給する。なお、以下の説明において、符号の末尾に付される「ｕ」、「ｖ」、「ｗ」はそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の交流のための構成であることを意味している。また、「ｕ」、「ｖ」、「ｗ」が付された符号が示す構成について、相ごとに区別する必要が無い場合には、当該符号から、「ｕ」、「ｖ」、「ｗ」を省略して表記する。
【００１５】
上述した第１巻線１Ｌは、第１電力変換装置２２に接続され、第２巻線２Ｌは、第２電力変換装置２３に接続されている。直流電源２１と第１電力変換装置２２とが、第１巻線１Ｌに交流を流す「第１交流電源２４」として機能する。直流電源２１と第２電力変換装置２３とが、第２巻線２Ｌに交流を流す「第２交流電源２５」として機能する。
【００１６】
電流検出部３０は、第１検出部３１と、第２検出部３２と、を備える。第１検出部３１は、変流器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗによって、第１交流電源２４から出力され、各相の第１巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに流れる交流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１の実測値Ｉｕ１＊，Ｉｖ１＊，Ｉｗ１＊を制御部５０に出力する。第２検出部３２は、変流器３２ｕ，３２ｖ，３２ｗによって、第２交流電源２５から出力され、各相の第２巻線２ｕ，２ｖ，２ｗに流れる交流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の実測値Ｉｕ２＊，Ｉｖ２＊，Ｉｗ２＊を検出し、制御部５０に出力する。
【００１７】
回転位置検出部４０は、モータ１０Ａにおける回転子１１（図３Ａ〜図３Ｃ）の回転角度を検出し、その検出結果を制御部５０に出力する。本実施形態では、回転位置検出部４０は、エンコーダによって構成される。なお、回転位置検出部４０は、エンコーダに限らず、例えば、レゾルバやホールセンサなど、回転子１１の回転変位量や、回転角度、回転位置を検出可能なセンサ素子によって構成されてもよい。軸位置検出部４５は、回転軸ＲＸ（図３Ａ〜図３Ｃ）の既定の基準位置からの位置ずれを検出し、その検出結果を制御部５０に出力する。より具体的には、基準位置であるステータ１２Ａ（図３Ａ〜図３Ｃ）の中心軸の位置に対する回転軸ＲＸのｘ方向およびｙ方向への位置ずれの量を検出する。ｘ方向およびｙ方向は、回転軸ＲＸの径方向であり、回転軸ＲＸに垂直な互いに直交する方向である（図示は省略）。本実施形態では、軸位置検出部４５は、ギャップセンサなど、回転軸ＲＸの位置ずれを検出するセンサによって構成されている。なお、軸位置検出部４５は、ギャップセンサに限らず、例えば、力センサなど、回転軸ＲＸに加わる力を検出するセンサによって構成されてもよい。
【００１８】
制御部５０は、回転電機１００の動作を制御する。本実施形態では、制御部５０は、回路によって構成されている。制御部５０は、回路ではなく、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されてもよい。制御部５０は、電流検出部３０と回転位置検出部４０と軸位置検出部４５のそれぞれの検出結果を用いて、第１交流電源２４と第２交流電源２５とが出力する交流を制御し、回転軸ＲＸを基準位置に支持しつつ、目標回転数で回転子１１を回転させる。
【００１９】
図２を参照する。回転電機１００では、制御部５０が、電源部２０からモータ１０Ａに供給される交流を、以下に説明するように制御することによって、ステータ１２Ａ内に磁界を生成させる。制御部５０は、トルク電流生成部５１と、支持電流生成部５２と、を有する。
【００２０】
トルク電流生成部５１は、回転位置検出部４０の出力結果と、モータ１０Ａの目標回転数と、に基づいて、回転子１１を目標回転数で回転させるためのトルクを生じさせる電流（トルク電流）の目標値である第１目標電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔを算出する。モータ１０Ａの目標回転数は、制御部５０の上位の制御部から入力される。第１目標電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔは、従来の三相交流モータの回転制御で用いられる公知の方法で算出される。
【００２１】
支持電流生成部５２は、軸位置検出部４５の検出結果に基づいて、回転子１１の回転軸ＲＸを規定の基準位置に位置させるための磁力を生じさせる電流（支持電流）の目標値である第２目標電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓを算出する。支持電流生成部５２は、回転子１１の回転軸ＲＸの基準位置からの位置ずれ量が０になるように、第２目標電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓを決める。
【００２２】
制御部５０は、第１目標電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔと第２目標電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓとを加算して第１交流電源２４が出力する電流の目標値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１を算出する（下記の式（１），（３），（５））。また、第１目標電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔと第２目標電流値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１とを減算して第２交流電源２５が出力する電流の目標値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２を算出する（下記の式（２），（４），（６））。
【００２３】
Ｕ相：
Ｉｕ１＝Ｉｕｔ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｍ）＋Ｉｕｓ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｓ）…（１）
Ｉｕ２＝Ｉｕｔ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｍ）−Ｉｕｓ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｓ）…（２）
Ｖ相：
Ｉｖ１＝Ｉｖｔ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｍ）＋Ｉｖｓ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｓ）…（３）
Ｉｖ２＝Ｉｖｔ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｍ）−Ｉｖｓ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｓ）…（４）
Ｗ相：
Ｉｗ１＝Ｉｗｔ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｍ）＋Ｉｗｓ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｓ）…（５）
Ｉｗ２＝Ｉｗｔ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｍ）−Ｉｗｓ・ｓｉｎ（ω・ｔ＋θｓ）…（６）
（ω：電気角速度、ｔ：時間、θｍ：トルク電流の位相、θｓ：支持電流の位相）
【００２４】
制御部５０は、さらに、補償器５３ｕ，５３ｖ，５３ｗ，５４ｕ，５４ｖ，５４ｗを備える。補償器５３ｕ，５３ｖ，５３ｗは、第１検出部３１の変流器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗが検出する交流の実測値Ｉｕ１＊，Ｉｖ１＊，Ｉｗ１＊が、目標値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１と一致するように、第１電力変換装置２２の制御電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１を出力する。補償器５４ｕ，５４ｖ，５４ｗは、第２検出部３２の変流器３２ｕ，３２ｖ，３２ｗが検出する交流の実測値Ｉｕ２＊，Ｉｖ２＊，Ｉｗ２＊が、目標値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２と一致するように、第２電力変換装置２３の制御電圧Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２を出力する。これによって、２つの交流電源２４，２５（図１）のそれぞれから、モータ１０Ａに対して、トルク電流と支持電流とが重畳された交流が供給され、ステータ１２Ａ内に、回転軸ＲＸが基準位置に位置するように回転子１１を支持しつつ、回転子１１を回転させる磁界が生成される。
【００２５】
図３Ａ〜図３Ｃおよび図４を参照する。図３Ａ〜図３Ｃには、モータ１０Ａの回転軸ＲＸに垂直な切断面における各巻線１ｕ，１ｖ，１ｗ，２ｕ，２ｖ，２ｗの配列構成が、相ごとに例示されている。図３Ａ〜図３Ｃでは、図示の対象である相とは異なる相の巻線については破線で図示し、符号の表記を省略してある。図４には、Ｕ相のみの展開図を図示してある。モータ１０ＡのＶ相、Ｗ相の展開図は、図４のＵ相の展開図と同様である（図示は省略）。なお、図３Ａ〜図３Ｃでは、ドットとクロスは、後述するように、電流が流れる方向を表している。これに対して、図４では、ドットとクロスは巻線１Ｌ，２Ｌの巻き方向を表している。
【００２６】
モータ１０Ａの回転子１１およびステータ１２Ａを説明する。回転子１１は、略円柱形状のコア１１ｃを有している。コア１１ｃの中心軸が、回転子１１の回転軸ＲＸである。コア１１ｃの側面には、異なる磁極１１ｎ，１１ｓが交互に配列されている。本実施形態の回転子１１は、４極であり、Ｎ極である磁極１１ｎとＳ極である磁極１１ｓの一対の磁極を２組、有している。
【００２７】
ステータ１２Ａは、略円筒形状を有し、内周面に、複数のスロット１３を有している。各スロット１３は、ステータ１２Ａの中心軸に沿って延びる溝部として形成されている。各スロット１３は、回転子１１を囲むように、回転子１１の外周に沿った外周方向に、ほぼ等間隔で配列されている。本実施形態のステータ１２Ａは、３６本のスロット１３を有しており、各相に１２本のスロット１３が割り当てられている。各巻線１ｕ，１ｖ，１ｗ，２ｕ，２ｖ，２ｗは、各スロット１３に１本ずつ配置され、回転子１１を囲むように、回転子１１の外周方向に配列された並列なコイル辺を構成している。
【００２８】
このように、ステータ１２Ａは、従来の三相交流モータにおける３６スロットのステータと同様な構成を有している。ただし、本実施形態のステータ１２Ａでは、各コイル辺が図４に示されているように結線されている点が、従来と異なっている。ステータ１２Ａでは、各相ごとに、第１磁極生成部６１と、第２磁極生成部６２と、第３磁極生成部６３と、が構成されるように、第１巻線１Ｌおよび第２巻線２Ｌの各コイル辺が結線されている。
【００２９】
各磁極生成部６１〜６３は、電源部２０から交流が流されたときに、回転軸ＲＸの方に向く磁極を生成する（図３Ａ〜図３Ｃ）。第１磁極生成部６１は、第１巻線１Ｌのコイルとして構成されている。第１磁極生成部６１では、第１巻線１Ｌは、他相の複数の巻線を挟んで対称に配列されるように分布巻きされている。第１磁極生成部６１では、第１方向に電流が流れる第１巻線１Ｌの数と、第１方向とは反対の第２方向に電流が流れる第１巻線１Ｌの数と、が等しい。「第１方向」および「第２方向」はそれぞれ周期的に逆転するが、本明細書で参照する各図では、便宜上、「第１方向」をクロスによって図示し、「第２方向」をドットによって図示してある。
【００３０】
本実施形態の第１磁極生成部６１を構成する第１方向に電流が流れる２本の第１巻線１Ｌと、第２方向に電流が流れる２本の第１巻線１Ｌと、の間には、６本の他相の巻線が配列されている。本明細書における「隣り合う」構成には、その対象物同士の間に、当該対象物以外の物や空間が存在している配列構成や、当該対象物同士が直接的に接触して配列されている配列構成が含まれる。
【００３１】
以下の説明では、回転軸ＲＸに垂直な切断面において、回転軸ＲＸよりも第１磁極生成部６１側の領域を「第１領域Ａｆ」と呼ぶ。また、回転軸ＲＸを挟んで、第１磁極生成部６１とは反対側の領域を「第２領域Ａｓ」と呼ぶ。他の実施形態においても同様である。図３Ａ〜図３Ｃでは、第１領域Ａｆと第２領域Ａｓとの境界線ＢＬを破線で例示してある。なお、境界線ＢＬは、後の説明で参照される各図にも同様に図示してある。
【００３２】
第２磁極生成部６２と第３磁極生成部６３とは、第２巻線２Ｌを分布巻きしたコイルによって構成されている。第２磁極生成部６２と第３磁極生成部６３とは、回転軸ＲＸを挟んで互いに対向する位置に形成されている。本明細書において「対向する」というときには、２つの対象物が、当該対象物以外の物を挟んで、互いに向き合っている状態が含まれる。
【００３３】
第２磁極生成部６２では、第１領域Ａｆに配置され、第１方向に電流が流れるコイル辺の数より、第２領域Ａｓに配置され、第２方向に電流が流れるコイル辺の数が多くなるように、第２巻線２Ｌが不均一に巻き回されている。第３磁極生成部６３では、第１領域Ａｆに配置され、第２方向に電流が流れるコイル辺の数より、第２領域Ａｓに配置され、第１方向に電流が流れるコイル辺の数が多くなるように、第２巻線２Ｌが不均一に巻き回されている。
【００３４】
本実施形態では、第２磁極生成部６２の第１領域Ａｆに配置されている第２巻線２Ｌは１本である。当該第２巻線２Ｌは、第１磁極生成部６１の第２方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのスロット１３の隣にあるスロット１３に配置されている。また、本実施形態では、第２磁極生成部６２の第２領域Ａｓに配置されている第２巻線２Ｌは、３本である。当該３本の第２巻線２Ｌは互いに隣り合っている３本のスロット１３にそれぞれ配置されている。本実施形態では、第２磁極生成部６２の第１領域Ａｆに配置されている第２巻線２Ｌと第２領域Ａｓに配置されている第２巻線２Ｌとの間には、他相の巻線が６本配列されている。
【００３５】
本実施形態では、第３磁極生成部６３の第１領域Ａｆに配置されている第２巻線２Ｌは１本である。当該第２巻線２Ｌは、第１磁極生成部６１の第２方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのスロット１３の隣にあるスロット１３に配置されている。また、本実施形態では、第３磁極生成部６３の第２領域Ａｓに配置されている第２巻線２Ｌは、３本である。当該３本の第２巻線２Ｌは互いに隣り合っている３本のスロット１３にそれぞれ配置されている。本実施形態では、第３磁極生成部６３の第１領域Ａｆに配置されている第２巻線２Ｌと第２領域Ａｓに配置されている第２巻線２Ｌとの間には、他相の巻線が６本配列されている。
【００３６】
なお、本実施形態のステータ１２Ａは、第２巻線２Ｌが、各磁極生成部６２，６３の形成領域に交互に巻き回されている部位を有している（図４）。これによって、２つの磁極生成部６２，６３において第１方向を通電方向とする第２巻線２Ｌの数と、第２方向を通電方向とする第２巻線２Ｌの数と、が一致している（図３Ａ〜図３Ｃ）。
【００３７】
第２領域Ａｓでは、第２磁極生成部６２の端の第２巻線２Ｌと、第３磁極生成部６３の端の第２巻線２Ｌと、の間には、他相の６本の巻線が配列されている（図３Ａ〜図３Ｃ）。本実施形態では、各相において各磁極生成部６１〜６３のコイル辺の数は、それぞれ同じである。そのため、第１巻線１Ｌが配置されているスロット１３の数と、第２巻線２Ｌが配置されているスロット１３の数との比は、１：２である。
【００３８】
図５を参照する。モータ１０Ａに電源部２０から交流が流されると、第１磁極生成部６１によって第１磁極Ｍ１ｕ，Ｍ１ｖ，Ｍ１ｗが生成される。また、第２磁極生成部６２によって第２磁極Ｍ２ｕ，Ｍ２ｖ，Ｍ２ｗが生成され、第３磁極生成部６３によって第３磁極Ｍ３ｕ，Ｍ３ｖ，Ｍ３ｗが生成される。第１磁極Ｍ１は、第１交流電源２４の交流によって生成され、第２磁極Ｍ２および第３磁極Ｍ３は第２交流電源２５の交流によって生成されており、各磁極Ｍ１〜Ｍ３は同じ極性を有する。そして、第１磁極Ｍ１と、それに対向する回転子１１の磁極１１ｎ，１１ｓとの間には、第２磁極Ｍ２および第３磁極Ｍ３と、それらに対向する回転子１１の磁極１１ｎ，１１ｓとの間に生じる力とは反対の向きの力が生じる。
【００３９】
各相において、第１磁極Ｍ１は、第１磁極生成部６１の中心に生成される。これに対して、各相において、第２磁極Ｍ２は、第２磁極生成部６２の中心から、回転子１１の外周方向において、第１磁極Ｍ１の反対側にずれた位置に生成され、第２領域Ａｓに位置している。また、第３磁極Ｍ３は、回転子１１の外周方向において、第３磁極生成部６３の中心から第１磁極Ｍ１の反対側にずれた位置に生成され、第２領域Ａｓに位置している。ここで、「各磁極生成部６１〜６３の中心」とは、各磁極生成部６１〜６３において回転子１１の外周方向の両端に位置する巻線１Ｌ，２Ｌの間の当該外周方向における中央の位置を意味する。また、各磁極Ｍ１〜Ｍ３の位置は、各磁極生成部６１〜６３において、巻線１Ｌ，２Ｌに鎖交する磁束の合成磁束によって決まる。各磁極Ｍ１〜Ｍ３の位置は、各巻線１Ｌ，２Ｌに鎖交する磁束のピーク位置である。後述する他の実施形態においても同様である。
【００４０】
第２磁極Ｍ２および第３磁極Ｍ３の生成される位置が上記のようにずれているのは、各磁極生成部６２，６３において、第２領域Ａｓ側に配置されるコイル辺の数が第１領域Ａｆ側より多いためである。つまり、各磁極生成部６２，６３において生成される起磁力が第１領域Ａｆ側よりも第２領域Ａｓ側よりも大きくなっており、ステータ１２Ａ内における起磁力の分布に偏りが生じているためである。
【００４１】
モータ１０Ａでは、極対数が２の回転子１１に対して、３つの磁極Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が生成されており、回転子１１を支持するための磁極の数である支持極数は６極である。このように、モータ１０Ａでは、回転子１１を支持する支持極数が多く、回転子１１を支持するための磁力が大きくなっている。また、モータ１０Ａでは、回転子１１の外周を囲む３つの磁極Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３によって、回転子１１が支持されており、回転子１１に力が加わる位置が分散されている。そのため、モータ１０Ａの駆動中に、回転子１１が安定して支持される。
【００４２】
以上のように、第１実施形態の回転電機１００によれば、従来の交流モータにおいて採用されていたのと同様なコイル辺の配列を有するステータ１２Ａにおいて、回転子１１を回転させるための磁界と、回転子１１を支持するための磁界と、を発生させることができる。従って、従来の交流モータに巻線を新たに追加するまでもなく、回転子１１を支持するための磁力を発生させることができ、回転電機１００の大型化が抑制される。
【００４３】
また、第１実施形態の回転電機１００によれば、ステータ１２Ａ内に、回転子１１を、三方向から支持する磁極Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が生成される。そのため、回転子１１を二方向から支持する磁極のみが生成される構成よりも、回転子１１を支持するための磁力を大きくでき、回転子１１を安定的に支持することもできる。
【００４４】
さらに、第１領域Ａｆに位置する第１磁極Ｍ１に対して、第２磁極Ｍ２および第３磁極Ｍ３が第２領域Ａｓに生成されるため、回転子１１の支持の安定性がより一層、高められている。第１実施形態の構成では、磁極Ｍ２，Ｍ３の生成位置の調整が、第２磁極生成部６２と第３磁極生成部６３において第１方向に電流が流れるコイル辺の数と第２方向に電流が流れるコイル辺の数とを異ならせることによって、簡易に実現されている。
【００４５】
第１実施形態の回転電機１００によれば、ステータ１２Ａは、第１巻線１Ｌが配置されているスロット１３の数と、第２巻線２Ｌが配置されているスロット１３の数との比が１：２になるように構成されている。これによって、各磁極生成部６１〜６３のそれぞれにおける起磁力が均一化されており、回転子１１をより安定的に支持することができる。また、従来からステータにおいて採用されているスロットの数を増すことなく、各磁極生成部６１〜６３におけるコイルの巻き数を均等にすることができる。
【００４６】
その他に、第１実施形態の回転電機１００によれば、トルク電流を制御するための第１目標電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔと、支持電流を制御するための第２目標電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓと、を加減算する簡易な制御により、モータ１０Ａの動作を制御することができる。
【００４７】
Ｂ．第２実施形態：
図６を参照する。第２実施形態の回転電機は、モータ１０Ａの代わりに、モータ１０Ｂを備えている点以外は、第１実施形態の回転電機１００の構成（図１，図２）とほぼ同じである。第２実施形態のモータ１０Ｂは、ステータ１２Ａの代わりにステータ１２Ｂを有している点以外は、第１実施形態のモータ１０Ａの構成とほぼ同じである。
【００４８】
図６では、モータ１０ＢのＵ相についての配線構成のみが図示されているが、モータ１０Ｂは、Ｖ相、Ｗ相についても同様な配線構成を有する。図６では、巻線１Ｌ，２Ｌの集中巻きのコイルが、破線で結ばれたドットとクロスによって模式的に表されている。図６のドットとクロスは、図３Ａ〜図３Ｃと同様に、電流の流れる向きを表している。図６では、各巻線１Ｌ，２Ｌが巻かれる芯であるティース１４を模式的に４つで図示している。実際には、各巻線１Ｌ，２Ｌは、第１実施形態で説明したのと同様に、ステータ１２Ｂの内周面に、回転子１１の外周を囲むように均一に配列された複数のスロットに１本ずつ配置される。図６でのティース１４は、各磁極生成部６１〜６４の中心を示している。
【００４９】
第２実施形態のステータ１２Ｂには、４つの磁極生成部６１〜６４が構成されている。第１磁極生成部６１と第４磁極生成部６４とはそれぞれ、第１交流電源２４に接続されている第１巻線１Ｌを集中巻きしたコイルによって構成されている。第１磁極生成部６１と第４磁極生成部６４とは、回転軸ＲＸを挟んで互いに対向する位置に設けられている。第４磁極生成部６４は、第１磁極生成部６１を、回転軸ＲＸを中心に１８０°回転させた位置に設けられている。
【００５０】
第２磁極生成部６２と第３磁極生成部６３とはそれぞれ、第２交流電源２５に接続されている第２巻線２Ｌを集中巻きしたコイルによって構成されている。第２磁極生成部６２と第３磁極生成部６３とは、回転軸ＲＸを挟んで互いに対向する位置に設けられている。第３磁極生成部６３は、第２磁極生成部６２を、回転軸ＲＸを中心に１８０°回転させた位置に設けられている。第１磁極生成部６１と第４磁極生成部６４とが対向する方向と、第２磁極生成部６２と第３磁極生成部６３とが互いに対向する方向とは直交する。各磁極生成部６１〜６４を構成するコイルの巻き数は、互いに等しい。
【００５１】
ステータ１２Ｂでは、回転軸ＲＸから第１磁極生成部６１を見たときの第１磁極生成部６１における第１巻線１Ｌの巻方向は、回転軸ＲＸから第２磁極生成部６２を見たときの第２磁極生成部６２における第２巻線２Ｌの巻方向と同じである。また、回転軸ＲＸから第３磁極生成部６３を見たときの第３磁極生成部６３における第２巻線２Ｌの巻方向と、も同じである。一方、回転軸ＲＸから第１磁極生成部６１を見たときの第１磁極生成部６１における第１巻線１Ｌの巻方向と、回転軸ＲＸから第４磁極生成部６４を見たときの第４磁極生成部６４における第１巻線１Ｌの巻方向とは反対である。
【００５２】
この構成によって、ステータ１２Ｂの第１領域Ａｆでは、第１磁極生成部６１の第２磁極生成部６２側のコイル辺と、第２磁極生成部６２の第１磁極生成部６１側のコイル辺とで通電方向が反対になる。また、第１磁極生成部６１の第３磁極生成部６３側のコイル辺と、第３磁極生成部６３の第１磁極生成部６１側のコイル辺とで通電方向が反対になる。一方、ステータ１２Ｂの第２領域Ａｓでは、第４磁極生成部６４の第２磁極生成部６２側のコイル辺と、第２磁極生成部６２の第４磁極生成部６４側のコイル辺とで通電方向が同じになる。また、第４磁極生成部６４の第３磁極生成部６３側のコイル辺と、第３磁極生成部６３の第４磁極生成部６４側のコイル辺とで通電方向が同じになる。
【００５３】
図６では、各磁極生成部６１〜６３で生成される磁極Ｍ１ｕ，Ｍ２ｕ，Ｍ３ｕの位置を一点鎖線で例示してある。上記のように、ステータ１２Ｂの第１領域Ａｆでは、各磁極生成部６１〜６３の隣り合うコイル辺同士で通電方向が異なっている。これに対して、第２領域Ａｓでは、各磁極生成部６２〜６４の通電方向が同じ巻線１Ｌ，２Ｌが、第２磁極生成部６２側の領域と、第３磁極生成部６３側の領域と、にそれぞれまとまって配列されている。これによって、ステータ１２Ｂでは、第１領域Ａｆと第２領域Ａｓとの間で、起磁力の分布に偏りが生じている。そのため、第２磁極生成部６２が生成する第２磁極Ｍ２ｕは、第２磁極生成部６２の中心から第１磁極Ｍ１ｕとは反対の方向へとずれた位置に生成され、第２領域Ａｓに位置する。同様に、第３磁極生成部６３が生成する第３磁極Ｍ３ｕは、第３磁極生成部６３の中心から第１磁極Ｍ１ｕとは反対の方向へとずれた位置に生成され、第２領域Ａｓに位置する。他相において生成される各磁極Ｍ１ｖ，Ｍ１ｗ，Ｍ２ｖ，Ｍ２ｗ，Ｍ３ｖ，Ｍ３ｗについても同様である。
【００５４】
以上のように、第２実施形態の回転電機によれば、第１実施形態で説明したのと同様に、従来の交流モータにおいて採用されていたのと同様なスロットを有するステータ１２Ｂを用いて、回転子１１を支持するための磁界を発生させることができる。また、各相において生成される３つの磁極Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３によって、第１実施形態で説明したのと同様に、回転子１１を、支持するための磁力を高めることができ、回転軸ＲＸの位置の安定性を高めることができる。第２実施形態の回転電機によれば、各磁極生成部６１〜６４を構成する集中巻きのコイルにおける通電方向の簡易な変更によって、そうした３つの磁極Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の生成が実現されている。その他に、第２実施形態の回転電機によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００５５】
Ｃ．第３実施形態：
図７を参照する。図７では、集中巻きのコイルと、ティース１４と、各磁極Ｍ１ｕ，Ｍ２ｕ，Ｍ３ｕの位置とが、図６と同様に図示されている。第３実施形態の回転電機は、モータ１０Ａの代わりに、モータ１０Ｃを備えている点以外は、第１実施形態の回転電機１００の構成（図１，図２）とほぼ同じである。第３実施形態のモータ１０Ｃは、ステータ１２Ｂに代えてステータ１２Ｃを有している点以外は、第２実施形態のモータ１０Ｂの構成とほぼ同じである。第３実施形態のステータ１２Ｃは、以下に説明する点以外は、第２実施形態のステータ１２Ｂの構成とほぼ同じである。
【００５６】
ステータ１２Ｃでは、各磁極生成部６１〜６４の間において、通電方向が同じコイル辺同士が隣り合っている。第１磁極生成部６１は、第２磁極生成部６２側に第２方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのコイル辺を有し、第３磁極生成部６３側に第１方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのコイル辺を有する。第４磁極生成部６４は、第２磁極生成部６２側に第１方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのコイル辺を有し、第３磁極生成部６３側に第２方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのコイル辺を有する。
【００５７】
第２磁極生成部６２は、第１領域Ａｆに配置され、第２方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺と、第２領域Ａｓに配置され、第１方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺と、を有する。第３磁極生成部６３は、第１領域Ａｆに配置され、第１方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺と、第２領域Ａｓに配置され、第２方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺と、を有する。
【００５８】
ステータ１２Ｃでは、第２領域Ａｓに、追加コイル６５が設けられている。追加コイル６５は、第２巻線２Ｌの集中巻きによって形成されている。追加コイル６５の第１方向に電流が流れるコイル辺は、第２磁極生成部６２のコイル辺のうち、第２領域Ａｓに配置され、第１方向に電流が流れるコイル辺に隣り合うように配置される。追加コイル６５の第２方向に電流が流れるコイル辺は、第３磁極生成部６３のコイル辺のうち、第２領域Ａｓに配置され、第２方向に電流が流れるコイル辺に隣り合うように配置される。追加コイル６５の各コイル辺は、第２磁極生成部または第３磁極生成部６３のコイル辺と、共通のスロット内に配置される。
【００５９】
モータ１０Ｃのステータ１２Ｃでは、第１領域Ａｆよりも、第２領域Ａｓの方が、追加コイル６５の第２巻線２Ｌの分だけ、起磁力が大きくなっており、ステータ１２Ｃ内における起磁力の分布に偏りが生じている。この追加コイル６５が発生させる起磁力の影響により、第２磁極Ｍ２ｕは、第２磁極生成部６２の中心から第１磁極Ｍ１ｕとは反対の方向へとずれた位置に生成される。同様に、第３磁極Ｍ３ｕは、第３磁極生成部６３の中心から第１磁極Ｍ１ｕとは反対の方向へとずれた位置に生成される。他相において生成される各磁極Ｍ１ｖ，Ｍ１ｗ，Ｍ２ｖ，Ｍ２ｗ，Ｍ３ｖ，Ｍ３ｗについても同様である。
【００６０】
以上のように、第３実施形態の回転電機によれば、上記の各実施形態で説明したのと同様に、従来の交流モータにおいて採用されていたのと同様なスロットを有するステータ１２Ｃを用いて、回転子１１を支持するための磁界を発生させることができる。また、そうしたステータ１２Ｃに追加コイル６５を設けることによって、回転子１１を安定的に支持することができる３つの磁極Ｍ１〜Ｍ３を簡易に生成することができる。その他に、第３実施形態の回転電機によれば、上記の各実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００６１】
Ｄ．第４実施形態：
図８を参照する。図８では、集中巻きのコイルと、ティース１４と、各磁極Ｍ１ｕ，Ｍ２ｕ，Ｍ３ｕの位置とが、図７と同様に図示されている。第４実施形態の回転電機は、モータ１０Ａの代わりに、モータ１０Ｄを備え、制御部５０による電源部２０の制御が異なっている点以外は、第１実施形態の回転電機１００の構成（図１，図２）とほぼ同じである。第４実施形態のモータ１０Ｄは、ステータ１２Ｃに代えてステータ１２Ｄを有している点以外は、第３実施形態のモータ１０Ｃの構成とほぼ同じである。第４実施形態のステータ１２Ｄは、以下に説明する点以外は、第３実施形態のステータ１２Ｃの構成とほぼ同じである。
【００６２】
第４実施形態のステータ１２Ｄは、第３実施形態で説明した追加コイル６５を有していない。また、中性点Ｎ１および中性点Ｎ２を有していない。ステータ１２Ｄでは、第１磁極生成部６１を構成する第１巻線１Ｌを集中巻きしたコイルは、中性点Ｎ１を介することなく、第１交流電源２４の両極に直接的に接続されている。以下では、第１磁極生成部６１を構成するコイルを「第１領域側コイル」とも呼ぶ。
【００６３】
ステータ１２Ｄでは、第４磁極生成部６４は、第２巻線２Ｌを集中巻きしたコイルによって構成されている。以下では、第４磁極生成部６４を構成するコイルを「第２領域側コイル」とも呼ぶ。第２領域側コイルは、第２方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺が第２磁極生成部６２側に配置され、第１方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺が第３磁極生成部６３側に位置するように配置されている。第２領域側コイルは、中性点Ｎ２を介することなく、第２交流電源２５の両極に直接的に接続されている。
【００６４】
ステータ１２Ｄでは、第２磁極生成部６２は、第１領域Ａｆに配置され、第１方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのコイル辺と、第２領域Ａｓに配置され、第２方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺と、の組み合わせによって構成されている。第３磁極生成部６３は、第１領域Ａｆに配置され、第２方向に電流が流れる第１巻線１Ｌのコイル辺と、第２領域Ａｓに配置され、第１方向に電流が流れる第２巻線２Ｌのコイル辺と、の組み合わせによって構成されている。
【００６５】
第２磁極生成部６２の第１巻線１Ｌのコイル辺と、第３磁極生成部６３の第１巻線１Ｌのコイル辺と、は互いに接続されて１つのコイルを構成している。このコイルは、第１磁極生成部６１を構成している第１領域側コイルと並列に第１交流電源２４に接続されている。第２磁極生成部６２の第２巻線２Ｌのコイル辺と、第３磁極生成部６３の第２巻線２Ｌのコイル辺と、は互いに接続されて１つのコイルを構成している。このコイルは、第４磁極生成部６４を構成する第２領域側コイルと並列に第２交流電源２５に接続されている。
【００６６】
このように、モータ１０Ｄでは、ステータ１２Ｄの第１領域Ａｆには、第１巻線１Ｌのコイルのみが配置され、第２領域Ａｓには第２巻線２Ｌのコイルのみが配置されている。第１領域Ａｆにおける第１巻線１Ｌのコイル辺の数と、第２領域Ａｓにおける第２巻線２Ｌのコイル辺の数と、は同じである。
【００６７】
第３実施形態の回転電機の制御部５０は、モータ１０Ｄを駆動させるときに、第２交流電源２５に、第１交流電源２４よりも大きい電流を流させる。これによって、第２巻線２Ｌが配列されている第２領域Ａｓの方が、第１領域Ａｆよりも起磁力が大きくなり、ステータ１２Ｄ内に起磁力の分布の偏りが生じる。そのため、第２磁極Ｍ２ｕは、第２磁極生成部６２の中心から第１磁極Ｍ１ｕとは反対の方向へとずれた位置に生成される。同様に、第３磁極Ｍ３ｕは、第３磁極生成部６３の中心から第１磁極Ｍ１ｕとは反対の方向へとずれた位置に生成される。他相において生成される各磁極Ｍ１ｖ，Ｍ１ｗ，Ｍ２ｖ，Ｍ２ｗ，Ｍ３ｖ，Ｍ３ｗについても同様である。
【００６８】
以上のように、第４実施形態の回転電機によれば、上記の各実施形態で説明したのと同様に、従来の交流モータにおいて採用されていたのと同様なスロットを有するステータ１２Ｄを用いて、回転子１１を支持するための磁界を発生させることができる。また、そうしたステータ１２Ｄに大きさの異なる交流を流すことによって、回転子１１を安定的に支持することができる３つの磁極Ｍ１〜Ｍ３を簡易に生成することができる。その他に、第４実施形態の回転電機によれば、上記の各実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００６９】
Ｅ．変形例：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように変形することが可能である。以下に説明する変形例はいずれも、発明を実施するための形態の一例として位置づけられる。
【００７０】
上記各実施形態の各モータ１０Ａ〜１０Ｄは、三相以上の他相交流モータによって構成されてもよい。また、上記の各実施形態において、回転子１１は、４極ではなく、２極で構成されてもよいし、４極以上の磁極を備えるように構成されてもよい。回転子１１は、少なくとも一対の磁極を備えていればよい。上記第１実施形態において、ステータ１２Ａは、３６スロットで構成されている。これに対して、ステータ１２Ａのスロット数は３６に限定されることはなく、３６以上のスロットを有していてもよいし、３６以下のスロット数を有していてもよい。なお、上記の各実施形態において、各磁極生成部６１〜６３を構成するコイル辺の数は、ステータ１２Ａ〜１２Ｄに設けられているスロットの数に応じて適宜決定されればよい。
【００７１】
上記各実施形態の各モータ１０Ａ〜１０Ｄは、ベアリングレスモータとして構成されている。これに対して、各モータ１０Ａ〜１０Ｄはベアリングレスモータとして構成されていなくてもよい。各モータ１０Ａ〜１０Ｄは、ベアリングレスモータに限定されず、供給される交流電流によって、回転子１１を回転させるための磁力と、回転子１１を支持するための磁力と、を発生させるモータとして構成することができる。
【００７２】
上記実施形態において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
【００７３】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須ではないと説明されているものに限らず、その技術的特徴が本明細書中に必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１Ｌ，１ｕ，１ｖ，１ｗ  第１巻線、２Ｌ，２ｕ，２ｖ，２ｗ  第２巻線、１１  回転子、１１ｎ  磁極、１１ｓ  磁極、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ  ステータ、６１  第１磁極生成部、６２  第２磁極生成部、６３  第３磁極生成部、１００  回転電機、Ａｆ  第１領域、Ａｓ  第２領域、Ｍ１，Ｍ１ｕ，Ｍ１ｖ，Ｍ１ｗ  第１磁極、Ｍ２，Ｍ２ｕ，Ｍ２ｖ，Ｍ２ｗ  第２磁極、Ｍ３，Ｍ３ｕ，Ｍ３ｖ，Ｍ３ｗ  第３磁極、ＲＸ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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