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CN117501610A - 电动机装置以及电动机装置的驱动方法 - Google Patents

电动机装置以及电动机装置的驱动方法 Download PDF

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CN117501610A
CN117501610A CN202280036609.7A CN202280036609A CN117501610A CN 117501610 A CN117501610 A CN 117501610A CN 202280036609 A CN202280036609 A CN 202280036609A CN 117501610 A CN117501610 A CN 117501610A
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switch
stage switch
motor
stage
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新口升
竹村望
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Osaka University NUC
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A H Motor Laboratory
Osaka University NUC
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Abstract

本发明提供一种电动机装置以及电动机装置的驱动方法，其能够对在一个转子中具备两个系统的三相绕组的开关磁阻电动机的各相进行单独地控制的同时，能够减少开关数。电动机装置具备：电动机部(10)，其具有转子(11)以及定子(12)；开关逆变器部，其向电动机部(10)供给电力；以及开关控制部，其控制开关逆变器部包括的各开关，电动机装置是由强磁性体构成转子(11)的开关磁阻电动机，在多个齿部(13)卷绕有第一系统的三相绕组和第二系统的三相绕组，开关逆变器部并联连接有三个开关组，所述开关组由上级开关、中级开关以及下级开关串联连接而成，所述电动机装置具备基于三相矢量控制向所述第一系统和所述第二系统分别送出控制信号的矢量控制模式。

Description

电动机装置以及电动机装置的驱动方法
技术领域
本发明涉及一种电动机装置以及电动机装置的驱动方法，特别涉及一种在转子中使用强磁性体的开关磁阻电动机的电动机装置以及电动机装置的驱动方法。
背景技术
以往，在各种技术领域中，能够通过使交流的频率变化来控制转速，使用能够得到稳定的转速的三相电动机作为动力源。另外，还提出了在转子中使用强磁性体的开关磁阻电动机。(例如参照专利文献1。)
图11是简化表示以往的具备两个系统的三相绕组的电动机装置的驱动电路的电路图。如图11所示，电动机装置具有A相线圈、E相线圈、C相线圈作为第一系统的三相绕组，具有D相线圈、B相线圈、F相线圈作为第二系统的三相绕组。另外，在电源电压(+V)与接地电压(0V)之间，与各相对应的上级开关和下级开关串联连接而构成开关逆变器，6个开关逆变器并联连接。另外，在各开关逆变器的上级开关与下级开关之间连接有各相的绕组(线圈)的一端，各相的绕组的另一端与中性点连接。
在图11所示的电动机装置中，监视各相的绕组中流动的电流值的同时，在第一系统和第二系统中分别进行三相矢量控制，由此在各相的线圈中适当地流动电流，能够使开关磁阻电动机旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-103957号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)
在图11所示的以往的电动机装置中，能够通过各逆变器分别控制两个系统的三相绕组的各绕组，因此能够进行复杂的旋转控制，但为了使用6相的逆变器需要12个开关，电路中所包括的开关数增加。当搭载于驱动电路的开关数增加时，产生电路的搭载面积的增大、发热量的增加、成本的增加等问题，并且存在电路整体中的开关故障的发生概率增加的问题。
因此，本发明是鉴于上述以往的问题点而完成的，其目的在于提供一种电动机装置以及电动机装置的驱动方法，其能够对在一个转子中具备两个系统的三相绕组的开关磁阻电动机的各相进行分别进行控制的同时，能够减少开关数。
(用于解决课题的技术方案)
为了解决上述技术问题，本发明的电动机装置具备：电动机部，其具有转子以及定子，所述转子配置为能够以旋转轴为中心旋转，所述定子在内周形成有多个齿部；开关逆变器部，其向所述电动机供给电力；以及开关控制部，其控制所述开关逆变器部包括的各开关，所述电动机装置的特征在于，所述电动机装置是由强磁性体构成所述转子的开关磁阻电动机，在所述多个齿部卷绕有第一系统的三相绕组和第二系统的三相绕组，所述开关逆变器部在第一电位与第二电位之间并联连接有三个开关组，所述开关组由上级开关、中级开关以及下级开关串联连接而成，所述开关控制部具备基于三相矢量控制向所述开关逆变器部的所述第一系统和所述第二系统分别送出控制信号的矢量控制模式。
在这样的本发明的电动机装置中，具备将3个开关组并联连接而成的开关逆变器部，该开关组是将上级开关、中级开关以及下级开关串联连接而成的，在矢量控制模式中，基于三相矢量控制向第一系统和第二系统分别送出控制信号。由此，能够对在一个转子中具备两个系统的三相绕组的开关磁阻电动机的各相进行单独地控制的同时，能够减少开关数。
另外，在本发明的一个方式中，所述第一系统中卷绕有A相、E相以及C相，所述第二系统中卷绕有D相、B相以及F相，在所述开关逆变器部中，并联连接有U列开关组、V列开关组以及W列开关组，所述U列开关组从所述第一电位开始依次串联连接有第一上级开关、第一中级开关以及第一下级开关，所述V列开关组从所述第一电位开始依次串联连接有第二上级开关、第二中级开关以及第二下级开关，所述W列开关组从所述第一电位开始依次串联连接有第三上级开关、第三中级开关以及第三下级开关，在所述第一上级开关与所述第一中级开关之间连接有所述A相的一端，在所述第一中级开关与所述第一下级开关之间连接有所述D相的一端，在所述第二上级开关与所述第二中级开关之间连接有所述E相的一端，在所述第二中级开关与所述第二下级开关之间连接有所述B相的一端，在所述第三上级开关与所述第三中级开关之间连接有所述C相的一端，在所述第三中级开关与所述第三下级开关之间连接有所述F相的一端。
另外，在本发明的一个方式中，所述A相、所述B相、所述C相、所述D相、所述E相以及所述F相的另一端与中性点连接，并进行星形接线。
另外，在本发明的一个方式中，所述A相、所述B相、所述C相、所述D相、所述E相以及所述F相串联连接成环状，并进行六边形接线。
另外，在本发明的一个方式中，所述开关控制部在所述矢量控制模式中，通过信号波与载波的比较来生成脉冲信号，对所述各开关进行脉冲宽度调制(Pulth WidthModulation，PWM)的调制控制。
另外，在本发明的一个方式中，所述信号波在所述第一系统和所述第二系统中相位相同，振幅相互偏移。
另外，在本发明的一个方式中，所述开关控制部具备对所述第一系统和所述第二系统进行脉冲驱动的脉冲控制模式，所述开关控制部向所述中级开关送出截止信号，通过所述上级开关对所述第一系统进行脉冲驱动，通过所述下级开关对所述第二系统进行脉冲驱动。
另外，在本发明的一个方式中，所述转子的极数P与所述齿部的槽数S之比为P∶S＝5∶6。
另外，为了解决上述课题，本发明的电动机装置的驱动方法是电动机装置的驱动方法，所述电动机装置相对于一个转子具备第一系统以及第二系统的三相绕组，并通过来自逆变器开关部的输出而旋转，所述电动机装置的驱动方法的特征在于，所述电动机装置是由强磁性体构成所述转子的开关磁阻电动机，所述电动机装置的驱动方法具备：电流值获取工序，获取所述第一系统和所述第二系统的各相中的电流值；指令电压计算工序，基于所述各相的所述电流值，计算出相对于所述第一系统的第一指令电压和相对于所述第二系统的第二指令电压；栅极信号决定工序，将载波的电压与所述第一指令电压以及所述第二指令电压进行比较，决定关于所述第一系统和所述第二系统的栅极信号；以及逆变器开关控制工序，基于所述栅极信号决定所述逆变器开关部的导通信号/截止信号。
(发明效果)
在本发明中，能够提供一种电动机装置以及电动机装置的驱动方法，其能够对在一个转子中具备两个系统的三相绕组的开关磁阻电动机的各相进行单独地控制的同时，能够减少开关数。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的电动机装置的概要的图，图1(a)是表示开关逆变器部的结构的电路图，图1(b)是表示电动机部的结构例的示意图。
图2是表示在第一系统的U1相(A相)和第二系统的U2相(D相)中流动的电流的目标波形的曲线图。
图3是对控制第一实施方式中的电动机装置的驱动的方法进行说明的示意图。
图4是对实施方式中的U1相和U2相的信号波以及载波进行说明的曲线图，图4(a)表示U1相，图4(b)表示U2相，图4(c)表示使U1相和U2相重合后的结果。
图5是表示第一实施方式中的信号波和载波的比较结果的曲线图，图5(a)表示U1相和U2相的信号波以及载波的波形，图5(b)表示U1相和U2相的比较结果，图5(c)表示输入到各开关的控制信号。
图6是表示对U1相的相电流波形进行模拟的结果的曲线图。
图7是表示对电动机装置的转矩波形进行模拟的结果的曲线图。
图8是表示第二实施方式所涉及的电动机装置的开关逆变器部的结构的电路图。
图9是表示第二实施方式中对开关逆变器部的各开关施加的脉冲信号的时序图。
图10是表示第三实施方式所涉及的电动机装置的概要的电路图。
图11是简化表示以往的具备两个系统的三相绕组的电动机装置的驱动电路的电路图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。对各附图所示的相同或同等的结构要素、构件、处理标注相同的符号，适当省略重复的说明。图1是表示本实施方式所涉及的电动机装置的概要的图，图1(a)是表示开关逆变器部的结构的电路图，图1(b)是表示电动机部的结构例的示意图。
如图1(a)所示，本实施方式的开关逆变器部在电源电压(+V)与接地电压(0V)之间并联连接有3个开关组(U列开关组、V列开关组、W列开关组)。在各开关组中包括且串联连接有3个开关，由合计9个开关构成开关逆变器部。各开关各自的漏极与电源电压侧(上游侧)连接，各自的源极与接地电压侧(下游侧)连接。另外，在使用金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)作为各开关的情况下，成为在源极与漏极之间并联地反向连接有寄生二极管的等效电路。
另外，电动机部具备：第一系统的三相绕组，其由A相绕组、E相绕组、C相绕组这三个绕组(线圈)构成；以及第二系统的三相绕组，其由D相绕组、B相绕组、F相绕组这三个绕组构成。在此，在对三相绕组进行矢量控制的矢量控制模式中，第一系统的U1相、V1相、W1相分别假定出在A相绕组、E相绕组、C相绕组中流动的电流。另外，U2相、V2相、W2相分别假定出在D相绕组、B相绕组、F相绕组中流动的电流。
在U列开关组中，从电源电压侧起依次串联连接有上级开关Uu、中级开关Um、下级开关Ul。另外，上级开关Uu与中级开关Um之间与A相绕组的一端连接。另外，中级开关Um与下级开关Ul之间与D相绕组的一端连接。在此，上级开关Uu、中级开关Um、下级开关Ul分别相当于本发明中的第一上级开关、第一中级开关、第一下级开关。
在V列开关组中，从电源电压侧起依次串联连接有上级开关Vu、中级开关Vm、下级开关Vl。另外，上级开关Vu与中级开关Vm之间与E相绕组的一端连接。另外，中级开关Vm与下级开关Vl之间与B相绕组的一端连接。在此，上级开关Vu、中级开关Vm、下级开关Vl分别相当于本发明中的第二上级开关、第二中级开关、第二下级开关。
在W列开关组中，从电源电压侧起依次串联连接有上级开关Wu、中级开关Wm、下级开关Wl。另外，上级开关Wu与中级开关Wm之间与C相绕组的一端连接。另外，中级开关Wm与下级开关Wl之间与F相绕组的一端连接。在此，上级开关Wu、中级开关Wm、下级开关Wl分别相当于本发明中的第二上级开关、第二中级开关、第二下级开关。
另外，如图1(a)所示，A相绕组、E相绕组、C相绕组、D相绕组、B相绕组、F相绕组的另一端与共同的中性点连接，并进行星形接线。另外，各开关通过开关控制部(省略图示)控制动作。
如图1(b)所示，电动机部10具备转子(rotor)11以及配置于转子11周围的定子(stator)12。另外，在转子11沿着外周配置有由强磁性体构成的转子齿。另外，定子12具备芯背部(对应日语：コアバック部)以及在其内周突出形成的多个齿部13。另外，在各齿部13卷绕有绕组(线圈)14，来构成上述的A相绕组、E相绕组、C相绕组的第一系统的三相绕组和D相绕组、B相绕组、F相绕组的第二系统的三相绕组。
芯背部是以圆周状包围转子11的外周的方式配置在转子11的外侧的部分，在内周等间隔地突出形成有多个齿部13。芯背部能够使用公知的芯背部，构成的材料、结构没有限定。另外，在比芯背部更靠外周的位置另外设置有电动机壳体等构件。
齿部13是从芯背部的内周面朝向转子11突出地形成的突起状部分，各齿部13以相同的长度和形状形成并且等间隔地配置，在各齿部13之间设置间隔而构成槽。在各齿部13以及槽卷绕有绕组14，通过在绕组14中流动电流而在齿部13产生磁场。
在此，A相绕组、E相绕组以及C相绕组分别以1/3周期的差配置，构成第一系统的三相绕组。同样地，D相绕组、B相绕组以及F相绕组也分别以1/3周期的差配置，构成第二系统的三相绕组。在图1(b)中，表示了转子11具备10个转子齿，定子12具备12个齿部13的10极12槽的开关磁阻电动机的例子。电动机部的极数P和槽数S并不限定于10极12槽，但为P∶S＝5∶6的比率。另外，各相向齿部13的卷绕方法也不限定于集中卷绕，也可以是分布卷绕。
图2是表示在第一系统的U1相(A相)和第二系统的U2相(D相)中流动的电流的目标波形的曲线图。如图2所示，U1相中流动的电流和U2相中流动的电流是相位相同的正弦波，U1相向正方向偏移+Idc，U2相向负方向偏移-Idc。因此，U1相和U2相的电流值的合计始终为0。在此仅表示了U1相和U2相，但V1相和V2相、W1相和W2相也同样。另外，如上所述，第一系统和第二系统的三相绕组分别由三相交流驱动，各相的相位相差1/3周期，与共同的中性点连接。因此，U1相、V1相和W1相的电流值的合计与U2相、V2相和W2相的电流值的合计分别为0。
图3是对控制本实施方式中的电动机装置的驱动的方法进行说明的示意图。如图中所示，在驱动电动机装置时，分别监视在电动机部10的A相绕组、B相绕组、C相绕组、D相绕组、E相绕组以及F相绕组中流动的驱动电流ia、ib、ic、id、ie以及if(电流值获取工序)。根据得到的6相的驱动电流，求出第一系统和第二系统的平均的相电流iu、iv、iw作为假想的三相电流。
接着，在AC电流控制块中，对得到的假想三相电流iu、iv、iw进行三相dq转换，转换成旋转坐标系，求出d轴电流id和q轴电流iq。接着，将得到的电流id、iq作为输入值进行PI控制，为了进行电流控制或旋转速度控制而得到电压值vd、vq。得到的电压值vd、vq是旋转坐标系，因此进行三相逆dq转换来得到交流指令电压Vu、Vv、Vw。所得到的指令电压Vu、Vv、Vw分别成为周期性地变化的U1相与U2相、V1相与V2相、以及W1相与W2相的信号波中的交流成分。
另外，在DC电流控制块中，在第一系统和第二系统中将电流值Idc分别作为偏移的DC电流平均值，根据6相的驱动电流算出为(ia-id)/2、(ic-if)/2、(ie-ib)/2。接着，将得到的DC电流平均值Idc作为输入值进行PI控制，得到成为第一系统和第二系统的偏移电流对应的信号波中的直流成分的直流指令电压+Vdc和-Vdc。
接着，对直流指令电压+Vdc加上交流指令电压Vu、Vv、Vw，分别得到(Vu+Vdc)、(Vv+Vdc)、(Vw+Vdc)作为第一系统的U1相、V1相、W1相的指令电压。另外，对直流指令电压-Vdc加上交流指令电压Vu、Vv、Vw，分别得到(Vu-Vdc)、(Vv-Vdc)、(Vw-Vdc)作为第二系统的U2相、V2相、W2相的指令电压。得到的指令电压的经时变化构成信号波(指令电压计算工序)。
接着，比较得到的各相的信号波与载波的大小关系，将信号波比载波大的情况设为High信号，将信号波比载波小的情况设为Low信号，来决定向第一系统和第二系统的栅极信号(栅极信号决定工序)。
接着，基于所决定的栅极信号(High(高)信号和Low(低)信号)，控制向由9开关逆变器构成的开关逆变器部的输入信号(逆变器开关控制工序)。具体而言，如表1所示，根据第一系统和第二系统的High信号和Low信号的组合，控制上级开关、中级开关以及下级开关的导通、截止。在表1及以下的图中，仅示出U相的情况来进行说明，但对于V相和W相也进行同样的控制。
[表1]
模式 U1相 U2相 Uu Um UI
1 高 高 导通 导通 截止
2 低 低 截止 导通 导通
3 高 低 导通 截止 导通
4 低 高 导通 截止 导通
如表1所示，在U1相和U2相均为High信号的情况下(模式1)，向上级开关Uu的栅极输入导通信号，向中级开关Um的栅极输入导通信号，向下级开关Ul的栅极输入截止信号。在U1相和U2相均为Low信号的情况下(模式2)，向上级开关Uu的栅极输入截止信号，向中级开关Um的栅极输入导通信号，向下级开关Ul的栅极输入导通信号。
在模式1中，设为上级开关Uu导通，中级开关Um导通，下级开关Ul截止。因此，上级开关Uu与中级开关Um之间的电位Uum成为从电源电压(+V)电压下降上级开关Uu的正向电压后的电压，对U1相的A相绕组施加电位Uum。另外，中级开关Um与下级开关Ul之间的电位Uml成为从电源电压(+V)电压下降上级开关Uu以及中级开关Um的正向电压后的电压，对U2相的D相绕组施加电位Uml。
在模式2中，设为上级开关Uu截止，中级开关Um导通，下级开关Ul导通。因此，电位Uum成为从接地电压(0)高出中级开关Um以及下级开关Ul的正向电压后的电压，并施加于U1相的A相绕组。另外，电位Uml成为从接地电压(0)高出下级开关Ul的正向电压后的电压，并施加于U2相的D相绕组。
在U1相为High信号、U2相为Low信号的情况下(模式3)、以及U1相为Low信号、U2相为High信号的情况下(模式4)，都向上级开关Uu的栅极输入导通信号，向中级开关Um的栅极输入截止信号，向下级开关Ul的栅极输入导通信号。
在模式3、模式4中，上级开关Uu导通，中级开关Um截止，下级开关Ul导通。因此，电位Uum成为从电源电压(+V)电压下降上级开关Uu的正向电压后的电压，对U1相的A相绕组施加电位Uum。另外，电位Uml成为从接地电压(0)高出下级开关Ul的正向电压后的电压，并施加于U2相的D相绕组。在模式3、模式4中，对开关施加的信号相同，但由于通过各系统的电位差而产生电流，因此在U1相为Low信号的情况下，即使U列上级开关Uu导通也没有问题。
图4是对本实施方式中的U1相和U2相的信号波以及载波进行说明的曲线图，图4(a)表示U1相，图4(b)表示U2相，图4(c)表示使U1相和U2重合后的结果。在图4(a)～图4(c)中，横轴表示相位角度，纵轴表示电压。在此，作为电压的最大值和最小值，表示为±1V，但其是为了简便而使用标准化的表现的数值，现实的电压值没有限定。另外，曲线图中的虚线表示载波的信号波形，在此使用三角波。图4(a)中的实线表示U1相的信号波的波形，表示指令电压(Vu+Vdc)的变化。另外，图4(b)中的单点划线表示U2相的信号波的波形，表示指令电压(Vu-Vdc)的变化。在图4中为了简便而减小载波的频率并延长周期来表示，但在实际的电动机装置中能够使用5kHz～15kHz程度的高频的载波。
在本实施方式中，如图3所示，将第一系统和第二系统的相电流平均化而使指令电压相同，因此在图4(a)～图4(c)所示的U1相和U2相的信号波的振幅以及相位相同，相互向正负方向偏移。如上所述，基于图4(c)所示的载波与U1相、U2相的大小关系，进行表1所示的逆变器开关部的控制。
图5是表示本实施方式中的信号波和载波的比较结果的曲线图，图5(a)表示U1相和U2相的信号波以及载波的波形，图5(b)表示U1相和U2相的比较结果，图5(c)表示输入到各开关的控制信号。在图5(a)中，横轴表示相位角度，纵轴表示电压。在图5(b)中，横轴表示与图5(a)相同的相位角度，横轴的轴上表示Low信号，远离横轴的位置表示High信号。在图5(c)中，横轴表示与图5(a)相同的相位角度，横轴的轴上表示截止信号，远离横轴的位置表示导通信号。另外，在图5(a)～图5(c)中垂直画出的薄虚线表示图5(a)中的载波与信号波的交点。
如图5(a)、(b)所示，在本实施方式中，在第一系统和第二系统中指令电压相互偏移，U1相的信号波与U2相的信号波具有电压差。由此，载波与信号波的交点在U1相与U2相不同，U2相的High信号始终在U1相的High信号期间中，变得比U1相短。另外，由于U1相和U2相的High信号以及Low信号的切换定时不同，因此从表1所示的模式1基于模式3来选择上级开关Uu、中级开关Um以及下级开关Ul的导通信号和截止信号。即，开关控制部通过信号波与载波的比较来生成脉冲信号，对各开关进行脉冲宽度调制(Pulth Width Modulation，PWM)的调制控制。
接着，通过使用有限元法的模拟，实施与电路的联合解析。图6是表示对U1相的相电流波形进行模拟的结果的曲线图。图6的横轴表示时间(秒)，纵轴表示在U1相中流动的电流值(A)。在曲线图中的相电流波形中，用实线表示使用了本实施方式的9开关逆变器的情况下的结果，用虚线表示使用了作为现有技术的6相逆变器(12个开关)的情况下的结果。根据图6可知，即使使用图1所示的9开关逆变器，也能够供给图2所示的目标波形，与现有技术同样地旋转驱动开关磁阻电动机。
图7是表示对电动机装置的转矩波形进行模拟的结果的曲线图。图7的横轴表示时间(秒)，纵轴表示转矩(Nm)。曲线图中的实线表示使用了本实施方式的9开关逆变器的情况下的结果，虚线表示使用了作为现有技术的6相逆变器(12个开关)的情况下的结果。根据图7可知，即使使用图1所示的9开关逆变器，也能够与现有技术同样地使开关磁阻电动机旋转而持续地输出转矩。
如上所述，在本实施方式的电动机装置中，具备将3个开关组并联连接而成的开关逆变器部，该开关组是将上级开关、中级开关以及下级开关串联连接而成的，在矢量控制模式下，基于三相矢量控制向第一系统和第二系统分别送出控制信号。由此，能够对在一个转子中具备两个系统的三相绕组的开关磁阻电动机的各相分别单独进行控制的同时，能够减少开关数。
另外，获取第一系统和第二系统的各相中的电流值，基于各相的电流值来计算出相对于各系统的指令电压，将载波的电压与指令电压进行比较来决定栅极信号，基于栅极信号来决定逆变器开关部的导通信号/截止信号。由此，能够求出通过9开关逆变器对两个系统的三相绕组施加的脉冲，来使转子11旋转，能够根据驱动状态从低速到高速效率良好地进行控制。
(第二实施方式)
接下来，使用图8和图9对本发明的第二实施方式进行说明。与第一实施方式重复的内容省略说明。在本实施方式中，进一步具备了对第一系统和第二系统进行脉冲驱动的脉冲控制模式这点与第一实施方式不同。图8是表示本实施方式所涉及的电动机装置的开关逆变器部的结构的电路图。图9是表示本实施方式中对开关逆变器部的各开关施加的脉冲信号的时序图。
在本实施方式中，开关控制部在脉冲控制模式下，对U列开关组的中级开关Um、V列开关组的中级开关Vm以及W列开关组的中级开关Wm供给截止信号。由此，在各开关组中，上级开关和下级开关通过处于断开状态的中级开关而被电分离。因此，对于第一系统的三相绕组，在上级开关Uu、上级开关Vu以及上级开关Wu供给有U1相、V1相以及W1相的电流。另外，对于第二系统的三相绕组，在下级开关Ul、下级开关Vl以及下级开关Wl供给有U2相、V2相以及W2相的电流。
如图9所示，在脉冲控制模式下，开关控制部对上级开关Uu、下级开关Vl、上级开关Wu、下级开关Ul、上级开关Vu以及下级开关Wl输出相位各相差1/6周期的信号。此时，在上级和下级的开关分别输入反转后的信号。由此，能够在各相的线圈中适当地流动电流，使开关磁阻电动机旋转。
如上所述，在本实施方式中，开关控制部具备脉冲控制模式，向中级开关送出截止信号，通过各开关组的上级开关对第一系统进行脉冲驱动，通过各开关组的下级开关对第二系统进行脉冲驱动。由此，能够切换矢量控制模式和脉冲控制模式，根据旋转速度、转矩选择适当的旋转驱动。
(第三实施方式)
接着，使用图10对本发明的第三实施方式进行说明。省略与第一实施方式重复的内容的说明。在本实施方式中，对第一系统和第二系统的三相绕组进行六边形接线(对应日语：ヘキサゴン結線)，这一点与第一实施方式不同。图10是表示本实施方式所涉及的电动机装置的概要的电路图。
如图10所示，本实施方式的开关逆变器部也在电源电压(+V)与接地电压(0V)之间并联连接有3个开关组(U列开关组、V列开关组、W列开关组)。在各开关组中包括且串联连接有3个开关，由合计9个开关构成开关逆变器部。各开关各自的漏极与电源电压侧(上游侧)连接，各自的源极与接地电压侧(下游侧)连接。
另外，如图10所示，电动机部具备：第一系统的三相绕组，其由A相绕组、E相绕组、C相绕组这三个绕组(线圈)构成；以及第二系统的三相绕组，其由D相绕组、B相绕组、F相绕组这三个绕组构成。A相绕组、E相绕组、C相绕组、D相绕组、B相绕组、F相绕组的一端与第一实施方式同样地连接于开关逆变器部的各开关间。另外，A相绕组、B相绕组、C相绕组、D相绕组、E相绕组以及F相绕组串联连接成环状，并进行六边形接线。
与第一实施方式同样地，在本实施方式的电动机装置中，也具备将3个开关组并联连接而成的开关逆变器部，该开关组是将上级开关、中级开关以及下级开关串联连接而成的，在矢量控制模式下，基于三相矢量控制向第一系统和第二系统分别送出控制信号。由此，能够对在一个转子中具备两个系统的三相绕组的开关磁阻电动机的各相进行单独地控制的同时，能够减少开关数。
另外，获取第一系统和第二系统的各相中的电流值，基于各相的电流值来算出相对于各系统的指令电压，将载波的电压与指令电压进行比较来决定栅极信号，基于栅极信号来决定逆变器开关部的导通信号/截止信号。由此，能够求出在9开关逆变器对两个系统的三相绕组施加的脉冲来使转子11旋转，能够根据驱动状态从低速到高速效率良好地进行控制。
本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在请求项所示的范围内进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包括于本发明的技术范围。
符号说明
10…电动机部
11…转子
12…定子
13…齿部
14…绕组。

Claims (7)

1.一种电动机装置，其具备：
电动机部，其具有转子以及定子，所述转子配置为能够以旋转轴为中心旋转，所述定子在内周形成有多个齿部；
开关逆变器部，其向所述电动机供给电力；以及
开关控制部，其控制所述开关逆变器部包括的各开关，
所述电动机装置的特征在于，
所述电动机装置是由强磁性体构成所述转子的开关磁阻电动机，
在所述多个齿部卷绕有第一系统的三相绕组和第二系统的三相绕组，
所述开关逆变器部在第一电位与第二电位之间并联连接有三个开关组，所述开关组由上级开关、中级开关以及下级开关串联连接而成，
所述开关控制部具备基于三相矢量控制向所述开关逆变器部的所述第一系统和所述第二系统分别送出控制信号的矢量控制模式，
所述矢量控制模式中，通过信号波与载波的比较来生成脉冲信号，对所述各开关进行脉冲宽度调制(Pulth Width Modulation，PWM)的调制控制，
所述信号波在所述第一系统和所述第二系统中相位相同，振幅相互偏移，所述偏移的量是相互的所述振幅的范围内的量。
2.根据权利要求1所述的电动机装置，其特征在于，
所述第一系统中卷绕有A相、E相以及C相，所述第二系统中卷绕有D相、B相以及F相，
所述开关逆变器部中，并联连接有U列开关组、V列开关组以及W列开关组，
所述U列开关组从所述第一电位开始依次串联连接有第一上级开关、第一中级开关以及第一下级开关，
所述V列开关组从所述第一电位开始依次串联连接有第二上级开关、第二中级开关以及第二下级开关，
所述W列开关组从所述第一电位开始依次串联连接有第三上级开关、第三中级开关以及第三下级开关，
在所述第一上级开关与所述第一中级开关之间连接有所述A相的一端，在所述第一中级开关与所述第一下级开关之间连接有所述D相的一端，
在所述第二上级开关与所述第二中级开关之间连接有所述E相的一端，在所述第二中级开关与所述第二下级开关之间连接有所述B相的一端，
在所述第三上级开关与所述第三中级开关之间连接有所述C相的一端，在所述第三中级开关与所述第三下级开关之间连接有所述F相的一端。
3.根据权利要求2所述的电动机装置，其特征在于，
所述A相、所述B相、所述C相、所述D相、所述E相以及所述F相的另一端与中性点连接，并进行星形接线。
4.根据权利要求2所述的电动机装置，其特征在于，
所述A相、所述B相、所述C相、所述D相、所述E相以及所述F相串联连接成环状，并进行六边形接线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机装置，其特征在于，
所述开关控制部具备对所述第一系统和所述第二系统进行脉冲驱动的脉冲控制模式，
所述开关控制部向所述中级开关送出截止信号，通过所述上级开关对所述第一系统进行脉冲驱动，通过所述下级开关对所述第二系统进行脉冲驱动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机装置，其特征在于，
所述转子的极数P与所述齿部的槽数S之比为P∶S＝5∶6。
7.一种电动机装置的驱动方法，所述电动机装置相对于一个转子具备第一系统以及第二系统的三相绕组，并通过来自逆变器开关部的输出而进行旋转，
所述电动机装置的驱动方法的特征在于，
所述电动机装置是由强磁性体构成所述转子的开关磁阻电动机，
所述电动机装置的驱动方法具备：
电流值获取工序，获取所述第一系统和所述第二系统的各相中的电流值；
指令电压计算工序，基于所述各相的所述电流值，计算出相对于所述第一系统的第一指令电压和相对于所述第二系统的第二指令电压；
栅极信号决定工序，将载波的电压与所述第一指令电压以及所述第二指令电压进行比较，决定关于所述第一系统和所述第二系统的栅极信号；以及
逆变器开关控制工序，基于所述栅极信号决定所述逆变器开关部的导通信号/截止信号，
所述第一指令电压和所述第二指令电压的相位相同且振幅相互偏移，所述偏移的量是相互的所述振幅的范围内的量。
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