(57)【要約】【課題】電機子反作用の影響を除いて、永久磁石の温度の推定精度を向上させる。【解決手段】回転子に永久磁石を用いた永久磁石型回転機の固定子に磁気センサ１を設けて、回転子と固定子との間の空隙磁束密度を計測する。処理装置２は、電機子反作用に起因する磁束密度を検出し、磁気センサ１によって測定される空隙磁束密度から、電機子反作用に起因する磁束密度を除外して、永久磁石の磁束密度を抽出し、抽出した永久磁石の磁束密度に基づいて、永久磁石の温度を推定する。【選択図】図１
2007336708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子に永久磁石を用いた永久磁石型回転機の固定子に設けられ、回転子と固定子との間の空隙磁束密度を計測する磁束密度計測手段と、
電機子反作用に起因する磁束密度（以下、電機子反作用磁束密度）を検出する電機子反作用磁束密度検出手段と、
前記磁束密度計測手段によって計測された空隙磁束密度から、前記電機子反作用磁束密度検出手段によって検出される電機子反作用磁束密度を除外して、前記永久磁石の磁束密度（以下、永久磁石磁束密度）を抽出する永久磁石磁束密度抽出手段と、
前記永久磁石磁束密度抽出手段によって抽出された永久磁石磁束密度に基づいて、前記永久磁石の温度を推定する温度推定手段とを備えることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機に流れる電機子電流を検出する電機子電流検出手段をさらに備え、
前記電機子反作用磁束密度検出手段は、前記電機子電流検出手段によって検出される電機子電流に基づいて、前記電機子反作用磁束密度を算出することを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機に流れる電機子電流を検出する電機子電流検出手段と、
前記電機子電流に対応する電機子反作用磁束密度のデータを記憶するデータ記憶手段とを備え、
前記電機子反作用磁束密度検出手段は、前記電機子電流検出手段によって検出される電機子電流、および、前記データ記憶手段に記憶されているデータに基づいて、前記電機子反作用磁束密度を求めることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【請求項４】
回転子に永久磁石を用いた永久磁石型回転機の固定子に設けられ、回転子と固定子との間の空隙磁束密度を計測する磁束密度計測手段と、
電機子電流のｄ軸成分（以下、ｄ軸電流）を検出するｄ軸電流検出手段と、
電機子電流のｑ軸成分（以下、ｑ軸電流）を検出するｑ軸電流検出手段と、
回転子と固定子との間の空隙磁束密度、ｄ軸電流、および、ｑ軸電流に応じた永久磁石の温度のデータを記憶するデータ記憶手段と、
前記磁束密度計測手段によって検出される空隙磁束密度、前記ｄ軸電流検出手段によって検出されるｄ軸電流、前記ｑ軸電流検出手段によって検出されるｑ軸電流、および、前記データ記憶手段に記憶されているデータに基づいて、前記永久磁石の温度を推定する温度推定手段とを備えることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記磁束密度計測手段を前記永久磁石型回転機の固定子のティースの先端に設けることを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記磁束密度計測手段は、前記永久磁石型回転機の固定子の１つのティースに巻き付けられたサーチコイルを利用して、前記空隙磁束密度を計測することを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機の固定子のティースの先端に凹みを設け、前記磁束密度計測手段を前記凹みに埋め込むことを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【請求項８】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置において、
前記永久磁石型回転機の固定子のティースの先端に予め設けられている凹みに、前記磁束密度計測手段を埋め込むことを特徴とする永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石型回転機に用いられている永久磁石の温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機の回転子に温度検出用の永久磁石を取り付けて、永久磁石と磁性体との間の空隙内の磁束量を検出することにより、回転子の永久磁石を取り付けた部位の温度を検出する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１０４４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の温度検出装置では、電動機の回転子に温度検出用の永久磁石を別途設けて、永久磁石を取り付けた部位の温度を検出する構成となっているため、永久磁石型回転機の回転子に用いられている永久磁石の温度を精度良く検出することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置は、回転子に永久磁石を用いた永久磁石型回転機の固定子に磁束密度計測手段を設けて、回転子と固定子との間の空隙磁束密度を計測し、計測した空隙磁束密度から、電機子反作用に起因する磁束密度を除外して、永久磁石の磁束密度を抽出し、抽出した永久磁石磁束密度に基づいて、永久磁石の温度を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置によれば、回転子と固定子との間の空隙磁束密度を計測し、計測した空隙磁束密度から、電機子反作用に起因する磁束密度を除外して、永久磁石の磁束密度を抽出してから、永久磁石の温度を推定するので、永久磁石の温度を精度良く推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
図１は、第１の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置の全体構成を示す図である。第１の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置は、磁気センサ１と、処理装置２と、電流センサ３とを備える。ここでは、磁気センサ１として、ホール素子を用いる。処理装置２は、ＣＰＵ２ａおよびメモリ２ｂを少なくとも備えており、後述するように、永久磁石型回転機のロータに用いられている永久磁石の温度を推定する処理を行う。電流センサ３は、永久磁石型回転機に流れる電流を検出する。
【０００８】
以下では、永久磁石型回転機の一例として、ＩＰＭモータを取り上げて説明する。図２は、ＩＰＭモータ１０の構成を示す図である。このＩＰＭモータ１０は、内部に永久磁石１１ａ〜１１ｈを埋め込んだロータ（回転子）１１と、分布巻構造のステータ（固定子）１２とを備える。
【０００９】
永久磁石１１ａ〜１１ｈは標準的なネオジ磁石であり、残留磁束密度の温度係数は、−0.1％／Ｋとする。永久磁石は、温度が高くなると、残留磁束密度が低くなるという温度特性を有するので、ここでは、永久磁石の残留磁束密度に基づいて、永久磁石の温度を検出する。
【００１０】
第１の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、ステータ１２のティース先端にホール素子を設けて、ロータ１１とステータ１２との間の空隙磁束密度を測定して、永久磁石の温度を検出する。図３は、ステータ１２の１つのティース１２ａの先端に設けられたホール素子２０を示す図である。
【００１１】
図４（ａ）は、通電角０degで、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時にホール素子２０を用いて検出される空隙磁束密度値をグラフ化した図である。各温度におけるグラフは、左から順に、無負荷、１／２負荷相当の電流を流した場合、全負荷相当の電流を流した場合の結果を表している。ただし、空隙磁束密度値は、永久磁石の温度が２０℃で、無負荷時の値を基準とした相対値（％）で表示している。
【００１２】
同様に、図４（ｂ）は、通電角が３０degの時の結果を表しており、図４（ｃ）は、通電角が６０degの時の結果を表している。図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、永久磁石の温度が上昇するに従って、ホール素子２０を用いて検出される空隙磁束密度は小さくなっている。しかし、ＩＰＭモータ１０に流れる電機子電流の大きさによって、磁束密度の値が異なっている。これは、電機子反作用の影響、すなわち、電機子電流を流した際に発生する磁束によって、永久磁石から発せられる磁束が影響を受けるためである。従って、ホール素子２０を用いて検出される空隙磁束密度から、電機子反作用に起因する磁束成分（以下、電機子反作用成分と呼ぶ）を除外して、永久磁石から発せられる磁束成分（以下、永久磁石成分）のみを取り出す必要がある。
【００１３】
空隙磁束密度Ｂgapは、永久磁石成分Ｂmagと電機子反作用成分Ｂaとに基づいて、次式（１）にて表される。
Ｂgap＝Ｂmag＋Ｂa                    （１）
ただし、式（１）において、下線が付されているＢgap，Ｂmag，Ｂaは、それぞれベクトルを表している。
【００１４】
磁気回路の飽和による非線形性が強くない場合、電機子反作用成分Ｂaは、ｄ軸を実部とすると、次式（２）で表される。ただし、ＩＰＭモータ１０に流れる電流のうち、励磁電流成分に対応する軸をｄ軸、トルク電流成分に対応する軸をｑ軸とする。
Ｂa＝Ｋ×（Ｌad×Ｉd＋ｊＬaq×Ｉq）                （２）
ただし、式（２）において、ｊは虚数であり、Ｋは機械ごとに定まる定数である。また、Ｌadは、ｄ軸の電機子反作用インダクタンスであり、Ｌaqはｑ軸の電機子反作用インダクタンスである。
【００１５】
式（２）より、Ｌad、Ｌaq、Ｋの値を、ＩＰＭモータ１０の構造に応じた適切な値に設定することにより、電機子反作用に起因する磁束密度成分Ｂaを求めることができる。処理装置２のＣＰＵ２ａは、上式（２）より、電機子反作用成分Ｂaを算出するとともに、算出した電機子反作用成分Ｂa、および、ホール素子２０を用いて検出した空隙磁束密度Ｂgapに基づいて、式（１）に示すベクトル関係より、永久磁石成分Ｂmagを求める。
【００１６】
図５（ａ）は、通電角０degで、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時に、上述した方法により求めた永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図である。図４と同様に、各温度におけるグラフは、左から順に、無負荷、１／２負荷相当の電流を流した場合、全負荷相当の電流を流した場合の結果を表している。また、図５（ｂ）および図５（ｃ）はそれぞれ、通電角３０degおよび６０degの時の結果を表している。図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、ＩＰＭモータ１０に流れる電流の大きさが異なる場合でも、永久磁石の温度が同一であれば、永久磁石成分Ｂmagはほぼ一定であることが分かる。
【００１７】
処理装置２のメモリ２ｂには、永久磁石の磁束密度と温度とを対応付けたデータが記憶されている。ＣＰＵ２ａは、ホール素子２０を用いて検出した空隙磁束密度Ｂgapから、電機子反作用成分Ｂaを除外した永久磁石成分Ｂmagに基づいて、メモリ２ｂに記憶されているデータを参照することにより、ロータ１１に埋め込まれている永久磁石の温度を検出する。永久磁石の温度を検出することにより、ロータ１１の温度を把握することができる。
【００１８】
第１の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置によれば、以下の手順により、永久磁石の温度を検出する。まず、回転子１１に永久磁石を用いた永久磁石型回転機の固定子１２にホール素子２０を設けて、回転子１１と固定子１２との間の空隙磁束密度Ｂgapを計測するとともに、電機子反作用に起因する磁束密度Ｂaを検出する。そして、ホール素子２０を用いて計測した空隙磁束密度Ｂgapから、電機子反作用に起因する磁束密度Ｂaを除外して、永久磁石の磁束密度Ｂmagを抽出し、抽出した永久磁石磁束密度Ｂmagに基づいて、永久磁石の温度を推定する。これにより、電機子反作用の影響を受けずに、精度良く、永久磁石の温度を推定することができる。
【００１９】
特に、ホール素子２０を、固定子１２の１つのティースの先端に設けるので、回転子１１の加工を必要とせず、容易に永久磁石の温度推定を行うことができる。また、回転子１１の回転数の制約を受けることもない。
【００２０】
−第２の実施の形態−
第１の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、ステータ１２のティース先端にホール素子を設けて、ロータ１１とステータ１２との間の空隙磁束密度を測定した。第２の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、ステータ１２のティース１本にサーチコイルを巻いて、空隙磁束密度を測定する。図６は、ステータ１２の１つのティース１２ａに巻かれたサーチコイル３０を示す図である。
【００２１】
図７（ａ）は、通電角０degで、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時にサーチコイル３０を用いて検出される空隙磁束密度値をグラフ化した図である。各温度におけるグラフは、左から順に、無負荷、１／２負荷相当の電流を流した場合、全負荷相当の電流を流した場合の結果を表している。ただし、空隙磁束密度値は、永久磁石の温度が２０℃で、無負荷相当の時の値を基準とした相対値（％）で表示している。同様に、図７（ｂ）は通電角が３０degの時の結果を表しており、図７（ｃ）は通電角が６０degの時の結果を表している。
【００２２】
ホール素子２０を用いて空隙磁束密度を検出した時と同様に、永久磁石の温度が上昇するに従って、ホール素子２０によって検出される空隙磁束密度は小さくなっているが、電機子反作用の影響により、ＩＰＭモータ１０に流れる電機子電流の大きさによって、磁束密度の値が異なっている。
【００２３】
図８（ａ）は、通電角０degで、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時に、第１の実施の形態において説明した方法により求めた永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図である。図７と同様に、各温度におけるグラフは、左から順に、無負荷、１／２負荷相当の電流を流した場合、全負荷相当の電流を流した場合の結果を表している。また、図８（ｂ）および図８（ｃ）はそれぞれ、通電角３０degおよび６０degの時の結果を表している。
【００２４】
図８（ｂ）〜図８（ｃ）に示すように、ＩＰＭモータ１０に流れる電流の大きさが異なる場合でも、永久磁石の温度が同一であれば、永久磁石成分Ｂmagはほぼ一定であることが分かる。すなわち、第１の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置と同様に、サーチコイル３０を用いて検出した空隙磁束密度Ｂgapから、電機子反作用成分Ｂaを除外した永久磁石成分Ｂmagに基づいて、永久磁石の温度を検出することができる。
【００２５】
第２の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置によれば、サーチコイル３０を用いて計測した空隙磁束密度Ｂgapから、電機子反作用に起因する磁束密度Ｂaを除外して、永久磁石の磁束密度Ｂmagを抽出し、抽出した永久磁石磁束密度Ｂmagに基づいて、永久磁石の温度を推定するので、電機子反作用の影響を受けずに、精度良く、永久磁石の温度を推定することができる。磁気センサ１として、サーチコイルを用いることにより、ホール素子を用いる場合に比べて、コストを低減することができる。また、サーチコイルを固定子１２のティース１本に巻くだけなので、どのような寸法や形状の固定子鉄心にも対応することができる。
【００２６】
−第３の実施の形態−
第１および第２の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、式（２）から、電機子反作用に起因する磁束密度Ｂaを求めた。しかし、磁気飽和が大きく、電機子電流に対して非線形性が強い場合には、式（２）で算出される磁束密度Ｂaの値は、実際の値に対して誤差が生じる。第３の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置では、ＩＰＭモータ１０に流れる電流および通電角に応じた電機子反作用成分Ｂaのマップを予め用意しておき、このマップに基づいて、電機子反作用成分Ｂaを求めて、永久磁石成分Ｂmagを求める。
【００２７】
図９（ａ）および図９（ｂ）はそれぞれ、ＩＰＭモータ１０に流れる電流｜Ｉ｜および通電角∠Ｉに対するＢaqおよびＢadのマップの一例を示しており、磁気センサ１としてティース１２ａの先端に設けられたホール素子２０を用いている。ただし、｜Ｉ｜は、ＩＰＭモータ１０の定格電流に対する比率（％）を表している。また、ＢaqおよびＢadは、電機子反作用成分Ｂaのｑ軸成分およびｄ軸成分をそれぞれ表しており、永久磁石が８０℃の時における永久磁石の磁束密度Ｂmagに対する割合（％）を表している。例えば、｜Ｉ｜＝５０％、∠Ｉ＝３０degで通電した場合、図９（ａ）に示すマップより、Ｂaq＝18.5％、図９（ｂ）に示すマップより、Ｂad＝−1.6％となる。
【００２８】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）はそれぞれ、ＩＰＭモータ１０に流れる電流｜Ｉ｜および通電角∠Ｉに対するＢaqおよびＢadのマップの一例を示しており、磁気センサ１として１本のティース１２ａに巻き付けられたサーチコイル３０を用いている。ＢaqおよびＢadは、永久磁石が８０℃の時に、を用いて検出される永久磁石成分Ｂmagに対する割合（％）を表している。
【００２９】
ロータ１１とステータ１２との間の空隙磁束密度Ｂgapは、永久磁石成分Ｂmagおよび電機子反作用成分Ｂaのｑ軸成分Ｂaqおよびｄ軸成分Ｂadを用いて、次式（３）により表される。
Ｂgap＝√｛（Ｂmag＋Ｂad）2＋Ｂaq2｝                    （３）
【００３０】
従って、ＩＰＭモータ１０に流れる電流｜Ｉ｜および通電角∠Ｉに基づいて、図９（ａ），図９（ｂ）、または、図１０（ａ），図１０（ｂ）に示すマップを参照して、ＢaqおよびＢadを求めることにより、ホール素子２０やサーチコイル３０を用いて測定した空隙磁束密度Ｂgapと、求めたＢaqおよびＢadとに基づいて、上式（３）より、永久磁石成分Ｂmagを算出することができる。なお、永久磁石成分Ｂmagの算出処理は、処理装置２のＣＰＵ２ａによって行われる。
【００３１】
演算の一例について説明する。演算を容易にするために、基準となる永久磁石が８０℃の時の磁束密度Ｂmagを１Ｔ（テスラ）とし、測定した空隙磁束密度Ｂgapを0.9521Ｔとする。この場合、｜Ｉ｜＝５０％、∠Ｉ＝３０degで通電すると、上述したように、Ｂaq＝18.5％、Ｂad＝−1.6％となるから、式（３）より、Ｂmag≒0.95Ｔとなる。
【００３２】
図１１（ａ）は、磁気センサ１としてホール素子２０を用いて、通電角０degで、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時に、上述したＢaqおよびＢadのマップを利用して求めた永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図である。また、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）はそれぞれ、通電角３０degおよび６０degの時の結果を表している。図１１（ａ）〜図１１（ｃ）から明らかなように、電機子反作用の影響はほぼ除外されており、純粋な永久磁石の磁束密度を取得できている。
【００３３】
図１２（ａ）は、磁気センサ１としてサーチコイル３０を用いて、通電角０degで、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時に、上述したＢaqおよびＢadのマップを利用して求めた永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図である。また、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）はそれぞれ、通電角３０degおよび６０degの時の結果を表している。磁気センサ１としてサーチコイル３０を用いた場合も、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）から明らかなように、電機子反作用の影響はほぼ除外されており、純粋な永久磁石の磁束密度を取得できている。
【００３４】
第３の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置によれば、永久磁石型回転機に流れる電流および通電角に応じた電機子反作用成分Ｂaのマップを予め用意しておき、このマップに基づいて、電機子反作用成分Ｂaを求めてから、永久磁石成分Ｂmagを求めるので、磁気飽和の影響を除いた精度の高い永久磁石成分Ｂmagを求めることができる。これにより、永久磁石の温度推定精度を向上させることができる。
【００３５】
本発明は、上述した第１〜第３の実施の形態に限定されることはない。例えば、第１の実施の形態では、ホール素子２０をステータ１２の１つのティース１２ａの先端に設けたが、ティース１２ａの先端に凹みを設けて、その凹みにホール素子２０を埋め込むようにしてもよい。図１３は、ティース１２ａの先端に設けられた凹み１３０にホール素子２０を埋め込んだ様子を示す図である。同様に、凹みにサーチコイルを埋め込むこともできる。このような構成にすることにより、空隙長が短い場合でも、ホール素子やサーチコイルを設けることができる。また、ティースにサーチコイルを巻き付ける場合に比べて、空隙磁束密度の測定精度を向上させることができる。
【００３６】
また、集中巻モータでは、コギングトルク対策として、ステータのティース先端に凹みが設けられている場合がある。この場合には、予め設けられている凹みにホール素子やサーチコイルを埋め込むことができる。図１４は、コギングトルク対策用に設けられている凹み１４０にホール素子２０を埋め込んだ様子を示す図である。ホール素子等を埋め込むために、ティース先端に凹みを設けた場合、等価的な空隙長が若干大きくなるので、特性が悪化する可能性があるが、予め設けられている凹みを利用すれば、上述した特性悪化の問題が生じることはない。
【００３７】
第３の実施の形態では、ＩＰＭモータ１０に流れる電流｜Ｉ｜および通電角∠Ｉに対応するＢaqおよびＢadのマップを予め用意するものとして説明したが、ＩＰＭモータ１０に流れる電流のｄ軸成分Ｉdおよびｑ軸成分Ｉｑに対応するＢaqおよびＢadのマップを予め用意しておいてもよいし、他のパラメータに対応するマップを用意しておいてもよい。
【００３８】
ＩＰＭモータのように、回転子のブリッジ部分を磁気飽和させる回転機においては、永久磁石の温度が変化して、永久磁石の発する磁束量が変化すると、ブリッジ部分の飽和度合が異なる。従って、電機子反作用に起因する磁束密度がブリッジの飽和度合の影響を受けるため、第３の実施の形態で説明した方法のように、電機子電流｜Ｉ｜および通電角∠Ｉに対するＢaqおよびＢadのマップを用意しておいても、マップから求められる磁束密度Ｂa（Ｂaq，Ｂad）には、誤差が含まれる。従って、電機子電流のｄ軸成分Ｉd、ｑ軸成分Ｉq、および、空隙磁束密度｜Ｂgap｜に対応する磁石温度を予め実験等によって求めてマップ化しておき、求めたＩd，Ｉqおよび｜Ｂgap｜と、予め用意したマップとに基づいて、永久磁石の温度を求めるようにしてもよい。この場合には、より精度の高い温度推定を行うことができる。
【００３９】
永久磁石の温度を推定する処理は、処理装置２が行うものとして説明したが、温度を推定するための処理装置２を設けずに、一般的なモータ制御装置に温度を推定する処理を行わせるようにしてもよい。
【００４０】
上述した各実施の形態では、永久磁石型回転機の一例として、分布巻ＩＰＭモータを取り上げて説明したが、永久磁石型回転機は、図１５に示す分布巻ＳＰＭモータや、図１６に示す集中巻ＩＰＭモータ、図１７に示す集中巻ＳＰＭモータなど、他の種類のモータであってもよい。なお、これらのモータは、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などの車両や、車両以外のシステムに用いることができる。
【００４１】
特許請求の範囲の構成要素と第１〜第３の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、磁気センサ１が磁束密度計測手段を、処理装置２が電機子反作用磁束密度検出手段、永久磁石磁束密度抽出手段、温度推定手段、ｄ軸電流検出手段、および、ｑ軸電流検出手段を、電流センサ３が電機子電流検出手段を、メモリ２ｂがデータ記憶手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施の形態における永久磁石型回転機の永久磁石の温度検出装置の全体構成を示す図
【図２】ＩＰＭモータの構成を示す図
【図３】ステータの１つのティースの先端に設けられたホール素子を示す図
【図４】図４（ａ），図４（ｂ），図４（ｃ）は、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時にホール素子によって検出される空隙磁束密度値をグラフ化した図であり、それぞれ通電角０deg，３０dge，６０degとした時の結果を表している。
【図５】図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）は、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時の永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図であり、それぞれ通電角０deg，３０dge，６０degとした時の結果を表している。
【図６】ステータの１つのティースに巻かれたサーチコイルを示す図
【図７】図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ）は、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時にサーチコイルを用いて検出される空隙磁束密度値をグラフ化した図であり、それぞれ通電角０deg，３０dge，６０degとした時の結果を表している。
【図８】図８（ａ），図８（ｂ），図８（ｃ）は、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時に求めた永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図であり、それぞれ通電角０deg，３０dge，６０degとした時の結果を表している。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）はそれぞれ、磁気センサとしてホール素子を用いた場合に、ＩＰＭモータに流れる電流および通電角に対するＢaqおよびＢadのマップの一例を示す図
【図１０】図１０（ａ）および図１０（ｂ）はそれぞれ、磁気センサとしてサーチコイルを用いた場合に、ＩＰＭモータに流れる電流および通電角に対するＢaqおよびＢadのマップの一例を示す図
【図１１】図１１（ａ），図１１（ｂ），図１１（ｃ）は、磁気センサとしてホール素子を用いて、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時に、ＢaqおよびＢadのマップを利用して求めた永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図であり、それぞれ通電角０deg，３０dge，６０degとした時の結果を表している。
【図１２】図１２（ａ），図１２（ｂ），図１２（ｃ）は、磁気センサとしてサーチコイルを用いて、永久磁石の温度が２０℃、８０℃、１４０℃の時に、ＢaqおよびＢadのマップを利用して求めた永久磁石成分Ｂmagをグラフ化した図であり、それぞれ通電角０deg，３０dge，６０degとした時の結果を表している。
【図１３】ティースの先端に設けられた凹みにホール素子を埋め込んだ様子を示す図
【図１４】コギングトルク対策用に設けられている凹みにホール素子を埋め込んだ様子を示す図
【図１５】分布巻ＳＰＭモータの構造を示す図
【図１６】集中巻ＩＰＭモータの構造を示す図
【図１７】集中巻ＳＰＭモータの構造を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１…磁気センサ、２…処理装置、２ａ…ＣＰＵ、２ｂ…メモリ、３…電流センサ、１０…ＩＰＭモータ、１１…ロータ、１１ａ〜１１ｈ…永久磁石、１２…ステータ、２０…ホール素子、３０…サーチコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【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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