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JP6471704B2 - Electric compressor - Google Patents
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JP6471704B2 - Electric compressor - Google Patents

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Description

本発明は、電動コンプレッサに関し、特に燃料電池システムに好適な電動コンプレッサに関する。   The present invention relates to an electric compressor, and more particularly to an electric compressor suitable for a fuel cell system.

圧縮室に配設されガスを圧縮するターボ翼と、モータ室に配置されターボ翼を回転駆動させるモータと、ターボ翼とモータとを連結する回転軸と、回転軸を回転自在に保持する軸受と、を備えた電動コンプレッサが知られている。特許文献1には、モータ室内において軸受などを潤滑する潤滑油が圧縮室側に流出するのを防止するために、圧縮室とモータ室との間にシール機構を設けた電動コンプレッサが記載されている。   A turbo blade disposed in the compression chamber for compressing a gas, a motor disposed in the motor chamber for rotationally driving the turbo blade, a rotating shaft connecting the turbo blade and the motor, and a bearing for rotatably holding the rotating shaft; , An electric compressor including the above is known. Patent Document 1 describes an electric compressor in which a seal mechanism is provided between a compression chamber and a motor chamber in order to prevent lubricating oil that lubricates bearings and the like in the motor chamber from flowing out to the compression chamber side. Yes.

特開2006−177280号公報JP 2006-177280 A

アノードに供給された燃料ガスとカソードに供給された空気中の酸素との電気化学反応により発電する燃料電池スタックを備えた燃料電池システムにおいて、燃料電池スタックのカソードに空気を圧送するために電動コンプレッサが用いられている。燃料電池システムでは、電動コンプレッサにおいて潤滑油がモータ室側から圧縮室側に流出すると、潤滑油が燃料電池スタックに流入し出力が大幅に低下してしまう。このため、燃料電池システムに用いられる電動コンプレッサでは、圧縮室とモータ室との間をシールするシール機構が不可欠である。   An electric compressor for pumping air to a cathode of a fuel cell stack in a fuel cell system including a fuel cell stack that generates electricity by an electrochemical reaction between fuel gas supplied to an anode and oxygen in the air supplied to a cathode Is used. In the fuel cell system, when lubricating oil flows out from the motor chamber side to the compression chamber side in the electric compressor, the lubricating oil flows into the fuel cell stack and the output is greatly reduced. For this reason, in an electric compressor used in a fuel cell system, a seal mechanism that seals between the compression chamber and the motor chamber is indispensable.

燃料電池システムに用いる既存の電動コンプレッサにおいて、上述したシール機構として、圧縮室とモータ室との間にはターボ翼とモータとを連結する回転軸を軸として回転する円板状の油排出用回転体が設けられている。油排出用回転体におけるモータ側の表面には、中心部から外周へと延びる曲線溝が複数形成されている。電動コンプレッサの運転中に、ターボ翼とモータとを連結する回転軸が回転(正回転)すると、これに伴って油排出用回転体も回転(正回転)する。電動コンプレッサの運転中、モータ室側から回転軸を伝って油排出用回転体の中心に流入した潤滑油は、遠心力により油排出用回転体の溝を経由して外周の方へと排出される。   In an existing electric compressor used in a fuel cell system, as a sealing mechanism as described above, a disk-shaped oil discharge rotation that rotates around a rotation shaft connecting a turbo blade and a motor between a compression chamber and a motor chamber The body is provided. A plurality of curved grooves extending from the central portion to the outer periphery are formed on the motor-side surface of the oil discharge rotor. When the rotating shaft that connects the turbo blade and the motor rotates (forward rotation) during the operation of the electric compressor, the oil discharge rotator also rotates (forward rotation). During the operation of the electric compressor, the lubricating oil that has flowed from the motor chamber side through the rotating shaft to the center of the oil discharging rotating body is discharged toward the outer periphery by the centrifugal force through the groove of the oil discharging rotating body. The

電動コンプレッサの運転中において、ターボ翼とモータとを連結する回転軸が逆回転することはない。しかしながら、電動コンプレッサの停止時に、当該回転軸が微小ながらも逆回転する場合があった。当該回転軸が逆回転すると、これに伴って油排出用回転体も逆回転する。上述したように、油排出用回転体が正回転すると、油排出用回転体の中心に流入した潤滑油が遠心力により溝を経由して外周方向へと排出される。これに対し、油排出用回転体が逆回転すると、油排出用回転体の外周付近にある潤滑油が溝を経由して中心方向へと流入するので、潤滑油が圧縮室側へと流出してしまうおそれがある。   During the operation of the electric compressor, the rotating shaft connecting the turbo blade and the motor does not reversely rotate. However, when the electric compressor is stopped, there is a case where the rotating shaft rotates in a reverse direction although it is minute. When the rotating shaft rotates in the reverse direction, the oil discharge rotating body also rotates in the reverse direction. As described above, when the oil discharge rotator rotates in the forward direction, the lubricating oil that has flowed into the center of the oil discharge rotator is discharged in the outer circumferential direction through the groove by centrifugal force. In contrast, when the oil discharge rotator rotates in the reverse direction, the lubricating oil in the vicinity of the outer periphery of the oil discharge rotator flows through the groove toward the center, so that the lubricant flows out to the compression chamber side. There is a risk that.

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、運転停止中にターボ翼とモータとを連結する回転軸が逆回転することに起因する、圧縮室側への潤滑油の流出を抑制することができる電動コンプレッサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above background, and suppresses the outflow of lubricating oil to the compression chamber caused by the reverse rotation of the rotating shaft that connects the turbo blade and the motor during operation stop. An object of the present invention is to provide an electric compressor that can be used.

本発明は、電動コンプレッサであって、圧縮室内に配置されガスを圧縮するターボ翼と、モータ室内に配置され前記ターボ翼を回転駆動させるモータと、前記ターボ翼と前記モータとを連結する回転軸と、前記圧縮室と前記モータ室の間に配置され、前記回転軸を軸として回転し、前記モータ室内の潤滑油が前記回転軸を伝って前記圧縮室側に流出しないように回転による遠心力で前記潤滑油を前記回転軸の外周方向へと排出させる油排出用回転体と、前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、前記モータは、磁石が設けられたロータと、前記ロータの方に突出しコイルが巻回されたティースを有するステータと、を備え、前記制御部は、回転中の前記ロータを停止させるとき、前記ロータに設けられた磁石が前記ティースの位置に来るように、前記ロータの回転速度および回転加速度がそれぞれ所定の閾値以下となったタイミングで前記コイルに電流を印加するものである。   The present invention is an electric compressor, and is provided with a turbo blade disposed in a compression chamber for compressing gas, a motor disposed in a motor chamber for rotationally driving the turbo blade, and a rotating shaft connecting the turbo blade and the motor. And a centrifugal force generated by rotation so that the lubricating oil in the motor chamber is rotated between the compression chamber and the motor chamber and rotates around the rotation shaft, and the lubricating oil in the motor chamber does not flow to the compression chamber side through the rotation shaft. And a controller for controlling the rotation of the motor, wherein the motor includes a rotor provided with a magnet, and the rotor. And a stator having a tooth around which a coil is wound, and when the controller stops the rotating rotor, the magnet provided on the rotor comes to the position of the tooth. As such, the rotational speed and rotational acceleration of the rotor is used to apply a current to the coil at a timing equal to or less than a predetermined threshold value, respectively.

本発明によれば、運転停止中にターボ翼とモータとを連結する回転軸が逆回転することに起因する、圧縮室側への潤滑油の流出を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the outflow of lubricating oil to the compression chamber due to the reverse rotation of the rotary shaft that connects the turbo blade and the motor during operation stop.

本実施の形態にかかる電動コンプレッサの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the electric compressor concerning this Embodiment. 減速制御中における、ロータの回転速度と時間との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the rotational speed of a rotor and time during deceleration control. 図1の破線で囲んだ領域Bを拡大した図である。It is the figure which expanded the area | region B enclosed with the broken line of FIG. 油排出機構における油排出用回転体を圧縮室側から見た図である。It is the figure which looked at the rotary body for oil discharge in an oil discharge mechanism from the compression chamber side. 電動コンプレッサの停止中において、回転軸が逆回転するおそれのあるロータとステータのティースとの位置関係について説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the rotor and stator teeth with which a rotating shaft may reversely rotate while the electric compressor is stopped. ロータに配設された磁石がティースの位置にある場合のロータとステータのティースとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the rotor and stator teeth when the magnet arrange | positioned at the rotor exists in the position of teeth. ロータに配設された磁石がティースの位置に来るようにロータを停止させる方法について説明する図である。It is a figure explaining the method to stop a rotor so that the magnet arrange | positioned at the rotor may come to the position of teeth. 回転駆動中のロータを停止させる際の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process at the time of stopping the rotor in rotational drive.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本実施の形態にかかる電動コンプレッサの概略構成について説明する。本実施の形態にかかる電動コンプレッサは、例えば、燃料電池システムにおいて、燃料電池スタックのカソードに空気を圧送するために用いられる。
図1は、本実施の形態にかかる電動コンプレッサ1の概略構成を示す断面図である。図1に示すように、電動コンプレッサ1は、ターボ翼(インペラ)2と、モータ3と、回転軸4と、制御部5と、油排出機構6と、を備えている。
First, a schematic configuration of the electric compressor according to the present embodiment will be described. The electric compressor according to the present embodiment is used, for example, in a fuel cell system to pump air to the cathode of a fuel cell stack.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an electric compressor 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electric compressor 1 includes a turbo blade (impeller) 2, a motor 3, a rotating shaft 4, a control unit 5, and an oil discharge mechanism 6.

ターボ翼2は、コンプレッサハウジング7内に形成された圧縮室8に配設されており、ガスを圧縮する。モータ3は、モータハウジング9内に形成されたモータ室10に配設されており、ターボ翼2を高速回転駆動させる。回転軸4は、ターボ翼2とモータ3とを連結する。回転軸4は、軸受13,14によって回転自在に支持されている。   The turbo blade 2 is disposed in a compression chamber 8 formed in the compressor housing 7 and compresses gas. The motor 3 is disposed in a motor chamber 10 formed in the motor housing 9 and drives the turbo blade 2 to rotate at high speed. The rotating shaft 4 connects the turbo blade 2 and the motor 3. The rotating shaft 4 is rotatably supported by bearings 13 and 14.

モータ3は、さらに、モータハウジング9に固設されたステータ11と、ステータ11に対応して回転軸4に固設されたロータ12と、を有する。回転軸4において、軸受13とロータ12との間にはスペーサ15が、軸受14とロータ12との間にはスペーサ16が、それぞれ取り付けられている。   The motor 3 further includes a stator 11 fixed to the motor housing 9 and a rotor 12 fixed to the rotating shaft 4 corresponding to the stator 11. In the rotating shaft 4, a spacer 15 is attached between the bearing 13 and the rotor 12, and a spacer 16 is attached between the bearing 14 and the rotor 12.

油排出機構6は、圧縮室8とモータ室10との間に配設され、モータ室10内の潤滑油が圧縮室8側に流出することを防止するシール機構としての役割を果たす。油排出機構6の構造、および、油排出機構6が圧縮室8への潤滑油の流出を防止するメカニズム、については後述する。   The oil discharge mechanism 6 is disposed between the compression chamber 8 and the motor chamber 10 and serves as a seal mechanism that prevents the lubricating oil in the motor chamber 10 from flowing out to the compression chamber 8 side. The structure of the oil discharge mechanism 6 and the mechanism by which the oil discharge mechanism 6 prevents the lubricating oil from flowing out into the compression chamber 8 will be described later.

制御部5は、外部コントローラ50などから電動コンプレッサ1の停止信号を受けた場合にロータ12の減速制御を行う。図2は、減速制御中における、ロータ12の回転速度と時間との関係(以下、「ロータ減速カーブ」という)の一例を示す図である。図2において、横軸は時間、縦軸はロータ12の回転速度である。また、実線の接線の傾き角度がロータ12の回転加速度である。ロータ12の減速制御では、図2に示すように、ロータ12を徐々に減速させ停止させるようにする。   The control unit 5 performs deceleration control of the rotor 12 when receiving a stop signal of the electric compressor 1 from the external controller 50 or the like. FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the rotational speed of the rotor 12 and time (hereinafter referred to as “rotor deceleration curve”) during deceleration control. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the rotational speed of the rotor 12. In addition, the inclination angle of the solid tangent is the rotational acceleration of the rotor 12. In the deceleration control of the rotor 12, as shown in FIG. 2, the rotor 12 is gradually decelerated and stopped.

次に、油排出機構6の構造、および、油排出機構6が圧縮室への潤滑油の流出を防止するメカニズム、について説明する。なお、以下の説明において図1も適宜参照する。
図3は、図1の破線で囲んだ領域Bを拡大した図である。図3に示すように、油排出機構6は、回転軸4を軸として回転する円板状の油排出用回転体6aと、油排出用回転体6aの圧縮室8側の面に対向して配置された壁部6bと、を備えている。図4は、油排出用回転体6aを圧縮室8側から見た図(図3に示す矢印Aから見た図)である。図4に示すように、油排出用回転体6aの圧縮室8側の面には、中心部から外周へと延びる複数の曲線溝20が形成されている。油排出用回転体6aに形成された曲線溝20と壁部6b(図3参照)とで潤滑油排出路を構成する。
Next, the structure of the oil discharge mechanism 6 and the mechanism by which the oil discharge mechanism 6 prevents the lubricating oil from flowing out into the compression chamber will be described. In the following description, FIG. 1 is also referred to as appropriate.
FIG. 3 is an enlarged view of a region B surrounded by a broken line in FIG. As shown in FIG. 3, the oil discharge mechanism 6 is opposed to a disk-shaped oil discharge rotating body 6 a that rotates about the rotation shaft 4 and a surface of the oil discharge rotating body 6 a on the compression chamber 8 side. And a disposed wall portion 6b. 4 is a view of the oil discharge rotator 6a as viewed from the compression chamber 8 side (viewed from the arrow A shown in FIG. 3). As shown in FIG. 4, a plurality of curved grooves 20 extending from the central portion to the outer periphery are formed on the surface of the oil discharge rotator 6a on the compression chamber 8 side. The curved groove 20 formed in the oil discharge rotator 6a and the wall 6b (see FIG. 3) constitute a lubricating oil discharge path.

図3および図4に示すように、電動コンプレッサ1の運転中に、回転軸4が回転(正回転)すると、これに伴って油排出機構6の油排出用回転体6aも回転(正回転)する。電動コンプレッサ1の運転中、油排出用回転体6aの中心に流入したモータ室10内の潤滑油は、遠心力により油排出用回転体6aの曲線溝20と壁部6bとで構成される潤滑油排出路を通って回転軸4の外周方向へと排出される。回転軸4が正回転するときの潤滑油の経路を図3の矢印Cで示す。   As shown in FIGS. 3 and 4, when the rotating shaft 4 rotates (forward rotation) during operation of the electric compressor 1, the oil discharge rotating body 6 a of the oil discharge mechanism 6 also rotates (forward rotation). To do. During operation of the electric compressor 1, the lubricating oil in the motor chamber 10 that has flowed into the center of the oil discharge rotator 6a is lubricated by the curved groove 20 and the wall 6b of the oil discharge rotator 6a by centrifugal force. The oil is discharged toward the outer periphery of the rotary shaft 4 through the oil discharge passage. The route of the lubricating oil when the rotating shaft 4 rotates forward is indicated by an arrow C in FIG.

一方、回転軸4が逆回転すると、これに伴って油排出用回転体6aも逆回転する。油排出用回転体6aが逆回転すると、油排出用回転体6aの外周付近にある潤滑油が油排出用回転体6aの曲線溝20と壁部6bとで構成される潤滑油排出路を通って油排出用回転体6aの中心方向へと流入する。このため、潤滑油が圧縮室8側へと流出してしまうおそれがある。回転軸4が逆回転するときの潤滑油の経路を図3の矢印Dで示す。潤滑油が圧縮室8側へと流出するのを防ぐためには、回転軸4を逆回転させないようにする必要がある。なお、電動コンプレッサ1の運転中に、回転軸4を逆回転させることはない。   On the other hand, when the rotating shaft 4 rotates in the reverse direction, the oil discharge rotating body 6a also rotates in the reverse direction. When the oil discharge rotator 6a rotates in the reverse direction, the lubricating oil in the vicinity of the outer periphery of the oil discharge rotator 6a passes through the lubricating oil discharge path formed by the curved groove 20 and the wall 6b of the oil discharge rotator 6a. And flows into the center of the oil discharge rotor 6a. For this reason, there exists a possibility that lubricating oil may flow out to the compression chamber 8 side. The route of the lubricating oil when the rotating shaft 4 rotates in the reverse direction is indicated by an arrow D in FIG. In order to prevent the lubricating oil from flowing out to the compression chamber 8 side, it is necessary to prevent the rotating shaft 4 from rotating backward. During the operation of the electric compressor 1, the rotating shaft 4 is not reversely rotated.

次に、電動コンプレッサ1の停止中において、回転軸4が逆回転するおそれのあるロータ12とステータ11のティース17との位置関係について説明する。
図5は、電動コンプレッサ1の停止中において、回転軸4が逆回転するおそれのあるロータ12とステータ11のティース17との位置関係について説明する図である。なお、図5は、モータ3を圧縮室8側から軸方向に見たときの、ロータ12とステータ11との位置関係を示すものである。図5に示すように、ステータ11は、ロータ12の方に突出しコイルが巻回された複数のティース17を有する。ロータ12は、外周部分に磁極の異なる2つの磁石19が設けられている(磁極対が1つのロータ)。2つの磁石19は、一方がSの磁極、他方がNの磁極を持つ永久磁石で、互いに180度の角度を隔てて配置されている。
Next, the positional relationship between the rotor 12 and the teeth 17 of the stator 11 that may cause the rotating shaft 4 to reversely rotate while the electric compressor 1 is stopped will be described.
FIG. 5 is a diagram for explaining the positional relationship between the rotor 12 and the teeth 17 of the stator 11 that may cause the rotating shaft 4 to reversely rotate while the electric compressor 1 is stopped. FIG. 5 shows a positional relationship between the rotor 12 and the stator 11 when the motor 3 is viewed in the axial direction from the compression chamber 8 side. As shown in FIG. 5, the stator 11 has a plurality of teeth 17 protruding toward the rotor 12 and wound with a coil. The rotor 12 is provided with two magnets 19 having different magnetic poles on the outer peripheral portion (a rotor having one magnetic pole pair). The two magnets 19 are permanent magnets, one of which has an S magnetic pole and the other has an N magnetic pole, and are disposed at an angle of 180 degrees.

ステータ11において、互いに隣り合うティース17のなす角度をθとする。電動コンプレッサ1の停止中において、ロータ12に配設された磁石19に対して最も近くに位置するティース17a,17bと磁石19とのなす角度αがθ/2以下であるとする。電動コンプレッサ1の停止中は、ティース17に巻回されたコイルには通電されていない。このため、ロータ12の磁石19が、磁気力によって鉄などの強磁性体の金属で形成されたティース17a,17bに引き寄せられ、ロータ12が逆回転する。   In the stator 11, an angle formed between adjacent teeth 17 is θ. When the electric compressor 1 is stopped, it is assumed that the angle α formed between the teeth 19a and 17b located closest to the magnet 19 disposed on the rotor 12 and the magnet 19 is θ / 2 or less. While the electric compressor 1 is stopped, the coil wound around the teeth 17 is not energized. For this reason, the magnet 19 of the rotor 12 is attracted to the teeth 17a and 17b formed of a ferromagnetic metal such as iron by the magnetic force, and the rotor 12 rotates in the reverse direction.

上述したように、ロータ12が逆回転すると潤滑油が圧縮室8側に流出する(図3参照)。このようなロータ12の逆回転を防止するためには、図6に示すように、ロータ12に配設された磁石19がティース17a,17bの位置に来るようにロータ12を停止させればよい。   As described above, when the rotor 12 rotates in the reverse direction, the lubricating oil flows out to the compression chamber 8 side (see FIG. 3). In order to prevent such reverse rotation of the rotor 12, as shown in FIG. 6, the rotor 12 may be stopped so that the magnet 19 disposed on the rotor 12 is positioned at the teeth 17a and 17b. .

図7は、ロータ12に配設された磁石19がティース17a,17bの位置に来るようにロータ12を停止させる方法について説明する図である。図7に示すように、ロータ12の回転速度が十分に減速されたときに、ティース17a,17bにそれぞれ巻回されたコイル18a,18bに直流電流を印加すると、ロータ12に配設された磁石19がコイル18a,18bにより発揮される磁力によりティース17a,17bに引き寄せられて、ロータ12に配設された磁石19がティース17a,17bの位置に来るようにロータ12を停止させることができる。ロータ12の回転速度が十分に減速され、ロータ12に配設された磁石19がティース17a,17bの位置に来るようにロータ12を停止させることができる状態を、以下、ロータ12を準静的に停止させることが可能な状態であるという。   FIG. 7 is a diagram for explaining a method of stopping the rotor 12 so that the magnet 19 disposed in the rotor 12 comes to the positions of the teeth 17a and 17b. As shown in FIG. 7, when a direct current is applied to the coils 18 a and 18 b wound around the teeth 17 a and 17 b when the rotational speed of the rotor 12 is sufficiently decelerated, the magnets disposed on the rotor 12. The rotor 12 can be stopped so that the magnet 19 disposed on the rotor 12 comes to the position of the teeth 17a and 17b by being attracted to the teeth 17a and 17b by the magnetic force exerted by the coils 18a and 18b. The state in which the rotor 12 can be stopped so that the rotation speed of the rotor 12 is sufficiently reduced and the magnet 19 disposed in the rotor 12 comes to the position of the teeth 17a and 17b. It is said that it is in a state that can be stopped.

ロータ12を準静的に停止させることが可能な状態であるか否かについては、ロータ12の回転速度および回転加速度によって判断できる。図2に示すように、ロータ12の回転速度が所定の閾値である第1閾値P以下(回転速度≦P)であり、かつ、ロータ12の回転加速度の絶対値が所定の閾値である第2閾値Q以下(|回転加速度|≦Q)である場合に、ロータ12を準静的に停止させることが可能な状態であると判断する。   Whether or not the rotor 12 can be stopped quasi-statically can be determined by the rotational speed and rotational acceleration of the rotor 12. As shown in FIG. 2, the second rotational speed of the rotor 12 is equal to or lower than a first threshold value P (rotational speed ≦ P) which is a predetermined threshold value, and the absolute value of the rotational acceleration of the rotor 12 is a predetermined threshold value When the value is equal to or less than the threshold value Q (| rotational acceleration | ≦ Q), it is determined that the rotor 12 can be stopped quasi-statically.

次に、回転駆動中のロータ12を停止させる際の処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、図1および図7についても適宜参照する。なお、ロータ12が回転駆動中とは、モータ3からの駆動力を受けてロータ12が回転している状態をいう。
図8は、回転駆動中のロータ12を停止させる際の処理の流れを示すフローチャートである。図8に示すように、まず、制御部5が電動コンプレッサ1の停止信号を受けたか否かを判断する(ステップS1)。ステップS1で制御部5が電動コンプレッサ1の停止信号を受けた場合(YESの場合)は、ロータ12の現在の回転速度などからロータ減速カーブ(図2参照)を算出するとともに、ロータ12の停止位置の予測を行う(ステップS2)。ロータ12の停止位置の予測では、算出されたロータ減速カーブに従ってロータ12を停止させる場合に、ロータ12の停止時にロータ12に配設された磁石19に対して最も近くに位置するティース17a,17bを予測する。続いて、ステップS2で計算した回転加速度でロータ12が徐々に減速されるように、制御部5がロータ12の減速制御を行う(ステップS3)。
Next, the flow of processing when stopping the rotor 12 being rotationally driven will be described. In the following description, reference is also made to FIGS. 1 and 7 as appropriate. In addition, the rotor 12 being rotationally driven means a state in which the rotor 12 is rotating by receiving a driving force from the motor 3.
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing when stopping the rotor 12 being rotationally driven. As shown in FIG. 8, first, it is determined whether or not the control unit 5 has received a stop signal for the electric compressor 1 (step S1). When the control unit 5 receives the stop signal of the electric compressor 1 in step S1 (in the case of YES), the rotor deceleration curve (see FIG. 2) is calculated from the current rotation speed of the rotor 12 and the rotor 12 is stopped. The position is predicted (step S2). In the prediction of the stop position of the rotor 12, when the rotor 12 is stopped according to the calculated rotor deceleration curve, the teeth 17a and 17b located closest to the magnet 19 disposed in the rotor 12 when the rotor 12 is stopped. Predict. Subsequently, the control unit 5 performs deceleration control of the rotor 12 so that the rotor 12 is gradually decelerated at the rotational acceleration calculated in step S2 (step S3).

ステップS3に続き、ロータ12を準静的に停止させることが可能な状態か否かを判断する(ステップS4)。ステップS3でロータ12を準静的に停止させることが可能な状態であると判断された場合(YESの場合)は、制御部5が、ステップS2においてロータ12に配設された磁石19に対して最も近くに位置すると予測されたティース17a,17bに巻回されているコイル18a,18bに対して直流電流が印加されるように制御し、ロータ12に配設された磁石19をティース17a,17bに引き寄せる(ステップS5)。ステップS3でロータ12を準静的に停止させることが可能な状態ではないと判断された場合(NOの場合)は、処理をステップS2に戻す。   Following step S3, it is determined whether or not the rotor 12 can be quasi-statically stopped (step S4). When it is determined in step S3 that the rotor 12 can be stopped quasi-statically (in the case of YES), the control unit 5 controls the magnet 19 disposed on the rotor 12 in step S2. The coils 19a and 18b wound around the teeth 17a and 17b that are predicted to be positioned closest to each other are controlled so that a direct current is applied, and the magnet 19 disposed on the rotor 12 is controlled by the teeth 17a and 17b. It is drawn to 17b (step S5). If it is determined in step S3 that the rotor 12 cannot be stopped quasi-statically (NO), the process returns to step S2.

上述したように、ロータ12が停止する直前(ロータ12を準静的に停止させることが可能な状態であると判断されたとき)に、ロータ12の停止位置の予測においてロータ12に配設されたロータ12の磁石19に対して最も近くに位置すると予測されたティース17a,17bに巻回されているコイル18a,18bに直流電流を流す。このようにすることで、ロータ12に配設された磁石19をティース17a,17bに引き寄せ、ティース17a,17bの位置にロータ12の磁石19が来るようにロータ12を停止させることができる。これにより、停止時にロータ12が逆回転して潤滑油が圧縮室8側に流出するのを防止することができる。   As described above, immediately before the rotor 12 stops (when it is determined that the rotor 12 can be stopped quasi-statically), the rotor 12 is disposed in the rotor 12 in predicting the stop position of the rotor 12. A direct current is passed through the coils 18a and 18b wound around the teeth 17a and 17b that are predicted to be closest to the magnet 19 of the rotor 12. By doing in this way, the magnet 19 arrange | positioned at the rotor 12 can be drawn near to the teeth 17a and 17b, and the rotor 12 can be stopped so that the magnet 19 of the rotor 12 may come to the position of the teeth 17a and 17b. Thereby, it can prevent that the rotor 12 reversely rotates at the time of a stop and lubricating oil flows out into the compression chamber 8 side.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上述した実施の形態では、磁極対が1つのロータの場合について説明したが、本発明は磁極対が2つ以上のロータ(N極とS極の磁石を1対とする磁極対が2対以上設けられたロータ)にも適用できる。また、ロータは、外周部分に磁石が設けられたものに限らず、埋込永久磁石形(IPM:Interior Permanent Magnet)モータのように内部に磁石が埋め込まれたものであってもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. In the above-described embodiment, the case where the rotor has one magnetic pole pair has been described. However, the present invention describes a rotor having two or more magnetic pole pairs (two or more magnetic pole pairs each having N and S poles as one pair). It can also be applied to a provided rotor). Further, the rotor is not limited to a magnet provided on the outer peripheral portion, but may be a rotor in which a magnet is embedded, such as an interior permanent magnet (IPM) motor.

1 電動コンプレッサ
2 ターボ翼
3 モータ
4 回転軸
5 制御部
6 油排出機構
6a 油排出用回転体
7 コンプレッサハウジング
8 圧縮室
9 モータハウジング
10 モータ室
11 ステータ
12 ロータ
17(17a,17b) ティース
18a,18b コイル
19 磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric compressor 2 Turbo blade 3 Motor 4 Rotating shaft 5 Control part 6 Oil discharge mechanism 6a Oil discharge rotary body 7 Compressor housing 8 Compression chamber 9 Motor housing 10 Motor chamber 11 Stator 12 Rotor 17 (17a, 17b) Teeth 18a, 18b Coil 19 Magnet

Claims (1)

圧縮室内に配置されガスを圧縮するターボ翼と、
モータ室内に配置され前記ターボ翼を回転駆動させるモータと、
前記ターボ翼と前記モータとを連結する回転軸と、
前記圧縮室と前記モータ室の間に配置され、前記回転軸を軸として回転し、前記モータ室内の潤滑油が前記回転軸を伝って前記圧縮室側に流出しないように回転による遠心力で前記潤滑油を前記回転軸の外周方向へと排出させる油排出用回転体と、
前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、
前記モータは、磁石が設けられたロータと、前記ロータの方に突出しコイルが巻回されたティースを有するステータと、を備え、
前記制御部は、回転駆動中の前記ロータを停止させるとき、前記ロータに設けられた磁石が前記ティースの位置に来るように、前記ロータの回転速度および回転加速度がそれぞれ所定の閾値以下となったタイミングで前記コイルに電流を印加する、電動コンプレッサ。
A turbo blade arranged in the compression chamber to compress gas;
A motor disposed in a motor chamber for rotationally driving the turbo blade;
A rotating shaft connecting the turbo blade and the motor;
It is disposed between the compression chamber and the motor chamber, rotates around the rotation shaft, and the centrifugal force by rotation prevents the lubricating oil in the motor chamber from flowing to the compression chamber side through the rotation shaft. An oil discharge rotating body for discharging lubricating oil toward the outer periphery of the rotating shaft;
A control unit for controlling the rotation of the motor,
The motor includes a rotor provided with a magnet, and a stator having teeth that protrude toward the rotor and are wound with a coil.
When the controller stops the rotor that is being rotationally driven, the rotational speed and rotational acceleration of the rotor are less than or equal to predetermined threshold values so that the magnet provided on the rotor comes to the position of the teeth. An electric compressor that applies current to the coil at timing.
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