Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7762046B2 - Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7762046B2 - Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine - Google Patents

Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine

Info

Publication number
JP7762046B2
JP7762046B2 JP2021185819A JP2021185819A JP7762046B2 JP 7762046 B2 JP7762046 B2 JP 7762046B2 JP 2021185819 A JP2021185819 A JP 2021185819A JP 2021185819 A JP2021185819 A JP 2021185819A JP 7762046 B2 JP7762046 B2 JP 7762046B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
variable
flux magnet
magnetic
magnetized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021185819A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023073023A (en
Inventor
一義 花房
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2021185819A priority Critical patent/JP7762046B2/en
Publication of JP2023073023A publication Critical patent/JP2023073023A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7762046B2 publication Critical patent/JP7762046B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

本開示は、可変磁束磁石モジュール、及び回転電機に関する。 This disclosure relates to a variable magnetic flux magnet module and a rotating electric machine.

回転電機の効率を向上させるための技術の研究、開発が行われている。 Research and development is being conducted into technologies to improve the efficiency of rotating electrical machines.

これに関し、可変磁束磁石と、可変磁束磁石の側面を取り囲むように巻回された導体により構成される磁化コイルとを含む可変磁束磁石モジュールを有するステータと、ローターとを備える回転電機が知られている(非特許文献1参照)。ここで、可変磁束磁石は、磁界の印加によって減磁(demagnetization)又は増磁(inmagnetization)を行うことが可能な磁石のことであり、可変磁石と称されることもある。本明細書において、減磁は、磁力を弱めること、すなわち、磁力を減らすことを意味する。また、本明細書において、増磁は、磁力を強めること、すなわち、磁力を増やすことを意味する。また、本明細書では、磁力を変化させることを、変磁(transmagnetization)と称して説明する。 In this regard, a rotating electric machine is known that includes a rotor and a stator having a variable flux magnet module that includes a variable flux magnet and a magnetizing coil made of a conductor wound around the side of the variable flux magnet (see Non-Patent Document 1). Here, a variable flux magnet is a magnet that can be demagnetized or inmagnetized by applying a magnetic field, and is sometimes referred to as a variable magnet. In this specification, demagnetization means weakening the magnetic force, i.e., reducing the magnetic force. In addition, in this specification, magnetization means strengthening the magnetic force, i.e., increasing the magnetic force. In addition, in this specification, changing the magnetic force is described as transmagnetization.

Y. Yamada and K. Akatsu, "A new motor with stator magnet using the magnetization reversal technique", 2016 XXII International Conference on Electrical Machines (ICEM), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).Y. Yamada and K. Akatsu, "A new motor with stator magnet using the magnetization reversal technique", 2016 XXII International Conference on Electrical Machines (ICEM), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

非特許文献1に記載されたような回転電機は、ローターの回転数が所定の閾値以上となった場合、当該回転電機が備える可変磁束磁石モジュールの磁化コイルに電流を流すことによって可変磁束磁石の減磁を行うことにより、弱め界磁を実現する。これにより、当該回転電機は、効率を向上させることができる。しかしながら、当該磁化コイルにより発生する磁界の強さは、当該磁化コイルの中心付近と、当該磁化コイルの外縁付近とで異なることが多い。このような磁界の強さの違いは、当該可変磁束磁石モジュールの個体差を大きくし、その結果、当該回転電機の個体差を大きくするため、望ましくない。 When the rotor speed exceeds a predetermined threshold, a rotating electric machine such as that described in Non-Patent Document 1 achieves field weakening by passing current through the magnetizing coils of the variable magnetic flux magnet module included in the rotating electric machine to demagnetize the variable magnetic flux magnets. This improves the efficiency of the rotating electric machine. However, the strength of the magnetic field generated by the magnetizing coil often differs between the center of the magnetizing coil and the outer edge of the magnetizing coil. This difference in magnetic field strength increases individual differences between the variable magnetic flux magnet modules, and as a result, increases individual differences between the rotating electric machine, which is undesirable.

本開示は、このような事情を考慮してなされたもので、個体差を小さくすることができる可変磁束磁石モジュール、及び回転電機を提供することを課題とする。 This disclosure was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine that can reduce individual variations.

本開示の一態様は、可変磁束磁石と、前記可変磁束磁石が有する面のうちの第1面に配置される第1コイルと、前記第1コイルのコイル面の面積よりも大きい面積のコイル面を有し、前記可変磁束磁石が有する面のうちの少なくとも前記第1面を貫く磁界を発生させる第2コイルと、を備え、前記第1コイルのコイル面は、前記第1面と直交する方向において、前記第2コイルのコイル面の内側に含まれている、可変磁束磁石モジュールである。 One aspect of the present disclosure is a variable flux magnet module comprising: a variable flux magnet; a first coil arranged on a first surface of the variable flux magnet; and a second coil having a coil surface with an area larger than the area of the coil surface of the first coil and generating a magnetic field that penetrates at least the first surface of the variable flux magnet, wherein the coil surface of the first coil is contained inside the coil surface of the second coil in a direction perpendicular to the first surface.

本開示によれば、個体差を小さくすることができる。 This disclosure makes it possible to reduce individual differences.

回転電機制御システム1の構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a rotating electrical machine control system 1. FIG. 可変磁束磁石モジュールVMMの構成の一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of a variable magnetic flux magnet module VMM. 第1面M1上の領域のうち、Z軸の正方向に向かってコイル面を貫く磁界を磁化コイルC-1が発生させた場合において変磁が起きる領域の一例を示す図である。This is a diagram showing an example of a region on the first surface M1 where magnetization occurs when the magnetizing coil C-1 generates a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis. 第1面M1上の領域のうち、Z軸の正方向に向かってコイル面を貫く磁界を磁化コイルC-1及び磁化コイルC-2のそれぞれが発生させた場合において変磁が起きる領域の一例を示す図である。This figure shows an example of an area on the first surface M1 where magnetization occurs when magnetization coil C-1 and magnetization coil C-2 each generate a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis. 第1面M1上の領域のうち、Z軸の正方向に向かってコイル面を貫く磁界を磁化コイルC-1~磁化コイルC-3のそれぞれが発生させた場合において変磁が起きる領域の一例を示す図である。This figure shows an example of an area on the first surface M1 where magnetization changes occur when each of the magnetization coils C-1 to C-3 generates a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis. 可変磁束磁石モジュールVMMの構成の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM. 図6に示した磁化コイルC-1の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of the magnetizing coil C-1 shown in FIG. 6. 図6に示した磁化コイルC-2の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of the magnetizing coil C-2 shown in FIG. 6. 図6に示した磁化コイルC-3の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of the magnetizing coil C-3 shown in FIG. 6. 可変磁束磁石モジュールVMMの構成の変形例1を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a first modified example of the configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM. 可変磁束磁石モジュールVMMの構成の変形例2を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a second modified example of the configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM. 第1面M1に配置された3個の磁化コイルCとともに可変磁束磁石VMが磁性体MBの凹部CCに収容されている様子の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a state in which a variable magnetic flux magnet VM is housed in a recess CC of a magnetic body MB together with three magnetizing coils C arranged on a first surface M1. 図12に示した磁性体MBの凹部CCから可変磁束磁石VMが取り出されている様子の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a state in which the variable magnetic flux magnet VM is taken out from the recess CC of the magnetic body MB shown in FIG. 12. 制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の流れの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a processing flow in which the control device 20 controls the variable magnetic flux magnet module VMM. 制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の流れの変形例1を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a first modified example of the flow of processing in which the control device 20 controls the variable magnetic flux magnet module VMM. ステップS230~ステップS240の繰り返し処理によって制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMに流す電流の大きさの時間的な変化の一例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing an example of temporal changes in the magnitude of the current that the control device 20 applies to the variable magnetic flux magnet module VMM by repeating the processing of steps S230 to S240. 制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の流れの変形例2を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a second modified example of the flow of processing in which the control device 20 controls the variable magnetic flux magnet module VMM.

<実施形態>
以下、本開示に係る技術の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、実施形態におけるコイルは、ある領域とある物体との少なくとも一方の周囲に巻回された導体のことを意味し、これらの導体から他の回路へと接続される引き出し線としての導体を含んでいない。しかしながら、当該コイルは、ある領域とある物体との少なくとも一方の周囲に巻回された導体から他の回路へと接続される引き出し線としての導体を含む構成であってもよい。
<Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the technology according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. Herein, a coil in the embodiments refers to a conductor wound around at least one of a certain region and a certain object, and does not include a conductor as a lead wire connecting these conductors to another circuit. However, the coil may also be configured to include a conductor as a lead wire connecting the conductor wound around at least one of a certain region and a certain object to another circuit.

<回転電機制御システムの構成>
以下、図1を参照し、回転電機制御システム1の構成について説明する。図1は、回転電機制御システム1の構成の一例を示す図である。
<Configuration of Rotating Electric Machine Control System>
The configuration of the rotating electrical machine control system 1 will be described below with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the rotating electrical machine control system 1.

回転電機制御システム1は、回転電機10と、制御装置20を備える。 The rotating electric machine control system 1 includes a rotating electric machine 10 and a control device 20.

回転電機10は、制御信号に応じて回転体の回転数を変化させる装置において、回転体を回転させるために設けられるモーターである。当該装置は、例えば、電気自動車を駆動させるモーター、洗濯機を駆動させるモーター等であるが、これらに限られない。 The rotating electric machine 10 is a motor provided to rotate a rotating body in a device that changes the rotation speed of the rotating body in response to a control signal. Examples of such devices include, but are not limited to, motors that drive electric vehicles and motors that drive washing machines.

以下では、一例として、回転電機10が、3相のブラシレスのモーターである場合について説明する。なお、回転電機10は、3相のブラシレスのモーターに代えて、他の種類のモーターであってもよい。 In the following, as an example, a case will be described in which the rotating electric machine 10 is a three-phase brushless motor. Note that the rotating electric machine 10 may be another type of motor instead of a three-phase brushless motor.

回転電機10は、ローター11と、ステータ12と、N個の可変磁束磁石モジュールVMMを備える。図1では、図を簡略化するため、回転電機10が備える部材のうち、ローター11及びステータ12以外の部材(例えば、各種の配線、ホールセンサ等)については、省略している。ここで、N個の可変磁束磁石モジュールVMMは、ローター11とステータ12との少なくとも一方に備えられるモジュールである。以下では、一例として、N個の可変磁束磁石モジュールVMMがローター11に備えられる場合について説明する。なお、N個の可変磁束磁石モジュールVMMは、ローター11に備えられる構成に代えて、ステータ12に備えられる構成であってもよく、ローター11とステータ12との両方に備えられる構成であってもよい。 The rotating electric machine 10 includes a rotor 11, a stator 12, and N variable flux magnet modules VMM. To simplify the illustration, FIG. 1 omits components of the rotating electric machine 10 other than the rotor 11 and the stator 12 (e.g., various wiring, Hall sensors, etc.). Here, the N variable flux magnet modules VMM are modules provided on at least one of the rotor 11 and the stator 12. The following describes, as an example, a case in which the N variable flux magnet modules VMM are provided on the rotor 11. Note that instead of being provided on the rotor 11, the N variable flux magnet modules VMM may be provided on the stator 12, or on both the rotor 11 and the stator 12.

ローター11は、N個の可変磁束磁石モジュールVMMを備える。Nは、1以上の整数であれば、如何なる整数であってもよい。図1に示した例では、ローター11は、6個の可変磁束磁石モジュールVMMを備えている。図1では、これら6個の可変磁束磁石モジュールVMMのそれぞれが、可変磁束磁石モジュールVMM-1~可変磁束磁石モジュールVMM-6のそれぞれによって示されている。 The rotor 11 is equipped with N variable flux magnet modules VMM. N may be any integer equal to or greater than 1. In the example shown in FIG. 1, the rotor 11 is equipped with six variable flux magnet modules VMM. In FIG. 1, these six variable flux magnet modules VMM are represented by variable flux magnet module VMM-1 to variable flux magnet module VMM-6, respectively.

可変磁束磁石モジュールVMMは、可変磁束磁石VMを含むモジュールのことである。可変磁束磁石VMは、磁界の印加によって減磁又は増磁を行うことが可能な磁石のことである。回転電機制御システム1では、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの減磁を行うことにより、回転電機10の弱め界磁を実現する。 The variable flux magnet module VMM is a module that includes a variable flux magnet VM. A variable flux magnet VM is a magnet that can be demagnetized or magnetized by applying a magnetic field. In the rotating electric machine control system 1, field weakening of the rotating electric machine 10 is achieved by demagnetizing the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM.

ステータ12は、U相、V相、W相それぞれに対応付けられた複数の電磁石を備える。図1では、図を簡略化するため、これら複数の電磁石の符号による図示が省略されている。 The stator 12 has multiple electromagnets associated with the U, V, and W phases, respectively. In Figure 1, the reference numerals for these multiple electromagnets have been omitted for simplicity's sake.

制御装置20は、回転電機10を制御する。本実施形態では、回転電機10は、前述した通り、3相のブラシレスのモーターである。このため、制御装置20は、PWM(Pulse Width Modulation)制御により、回転電機10を回転させる。すなわち、制御装置20は、ステータ12が備える図示しない複数の電磁石へPWM信号を供給する。なお、制御装置20は、制御装置20よりも上位の装置により制御される構成であってもよい。この場合、回転電機制御システム1は、このような上位の装置を備える構成であってもよい。 The control device 20 controls the rotating electric machine 10. In this embodiment, the rotating electric machine 10 is a three-phase brushless motor, as described above. Therefore, the control device 20 rotates the rotating electric machine 10 using PWM (Pulse Width Modulation) control. That is, the control device 20 supplies PWM signals to multiple electromagnets (not shown) provided in the stator 12. Note that the control device 20 may be configured to be controlled by a device higher in level than the control device 20. In this case, the rotating electric machine control system 1 may be configured to include such a higher-level device.

また、制御装置20は、例えば、回転電機10が備える図示しないホールセンサからの出力信号に基づいて、回転電機10の回転数を特定する。なお、制御装置20は、他の方法により当該回転数を特定する構成であってもよい。また、当該出力信号に基づいて当該回転数を特定する方法は、既知の方法であってもよく、これから開発される方法であってもよい。制御装置20は、特定した回転数に応じて、回転電機10が備える可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの変磁を行う。より具体的には、制御装置20は、特定した回転数に応じて、可変磁束磁石VMの磁力を、所定の第1磁力と、第1磁力よりも弱い第2磁力とのいずれかに変化させる。例えば、制御装置20は、当該回転数が所定の閾値未満である場合、可変磁束磁石VMの磁力を第1磁力にする。すなわち、制御装置20は、当該回転数が所定の閾値未満である場合、且つ、可変磁束磁石VMの磁力が第1磁力よりも弱い磁力であった場合、可変磁束磁石VMの増磁を行う。また、制御装置20は、当該回転数が所定の閾値未満である場合、且つ、可変磁束磁石VMの磁力が第1磁力であった場合、可変磁束磁石VMの磁力を変化させない。一方、例えば、制御装置20は、当該回転数が所定の閾値以上である場合、可変磁束磁石VMの磁力を第2磁力にする。すなわち、制御装置20は、当該回転数が所定の閾値以上である場合、且つ、可変磁束磁石VMの磁力が第2磁力より強い磁力であった場合、可変磁束磁石VMの減磁を行う。また、当該回転数が所定の閾値以上である場合、且つ、可変磁束磁石VMの磁力が第2磁力であった場合、可変磁束磁石VMの磁力を変化させない。このような制御により、制御装置20は、回転電機10の弱め界磁を実現し、回転電機10の効率を向上させることができる。なお、制御装置20は、当該回転数に応じて、可変磁束磁石VMの磁力を、3以上の段階に離散的に変化させる構成であってもよい。 The control device 20 also determines the rotation speed of the rotating electric machine 10 based on, for example, an output signal from a Hall sensor (not shown) provided in the rotating electric machine 10. The control device 20 may be configured to determine the rotation speed using other methods. The method for determining the rotation speed based on the output signal may be a known method or a method to be developed in the future. The control device 20 magnetizes the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM provided in the rotating electric machine 10 according to the determined rotation speed. More specifically, the control device 20 changes the magnetic force of the variable flux magnet VM to either a predetermined first magnetic force or a second magnetic force weaker than the first magnetic force according to the determined rotation speed. For example, if the rotation speed is less than a predetermined threshold, the control device 20 sets the magnetic force of the variable flux magnet VM to the first magnetic force. That is, if the rotation speed is less than a predetermined threshold and the magnetic force of the variable flux magnet VM is weaker than the first magnetic force, the control device 20 magnetizes the variable flux magnet VM. Furthermore, if the rotation speed is below a predetermined threshold and the magnetic force of the variable flux magnet VM is the first magnetic force, the control device 20 does not change the magnetic force of the variable flux magnet VM. On the other hand, for example, if the rotation speed is equal to or greater than a predetermined threshold, the control device 20 sets the magnetic force of the variable flux magnet VM to the second magnetic force. That is, if the rotation speed is equal to or greater than a predetermined threshold and the magnetic force of the variable flux magnet VM is stronger than the second magnetic force, the control device 20 demagnetizes the variable flux magnet VM. Furthermore, if the rotation speed is equal to or greater than a predetermined threshold and the magnetic force of the variable flux magnet VM is the second magnetic force, the control device 20 does not change the magnetic force of the variable flux magnet VM. Through this control, the control device 20 can achieve field weakening of the rotating electric machine 10 and improve the efficiency of the rotating electric machine 10. The control device 20 may be configured to discretely change the magnetic force of the variable flux magnet VM in three or more stages depending on the rotation speed.

<可変磁束磁石モジュールの構成>
以下、図2を参照し、可変磁束磁石モジュールVMMの構成について説明する。図2は、可変磁束磁石モジュールVMMの構成の一例を示す斜視図である。
<Configuration of variable magnetic flux magnet module>
The configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM will be described below with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM.

ここで、三次元座標系TCは、三次元座標系TCが描かれた図における方向を示す三次元直交座標系である。以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるX軸を、単にX軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるY軸を、単にY軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるZ軸を、単にZ軸と称して説明する。 Here, the three-dimensional coordinate system TC is a three-dimensional Cartesian coordinate system that indicates the directions in the drawing in which the three-dimensional coordinate system TC is drawn. Below, for convenience of explanation, the X-axis in the three-dimensional coordinate system TC will be referred to simply as the X-axis. Below, for convenience of explanation, the Y-axis in the three-dimensional coordinate system TC will be referred to simply as the Y-axis. Below, for convenience of explanation, the Z-axis in the three-dimensional coordinate system TC will be referred to simply as the Z-axis.

可変磁束磁石モジュールVMMは、可変磁束磁石VMと、M個の磁化コイルCを備える。 The variable flux magnet module VMM comprises a variable flux magnet VM and M magnetization coils C.

図2に示した例では、可変磁束磁石VMは、平板矩形状の可変磁束磁石である。なお、可変磁束磁石VMの形状は、平板矩形状に代えて、他の形状であってもよい。可変磁束磁石VMは、複数の可変磁束磁石片により構成されてもよく、単一の可変磁束磁石片により構成されてもよい。 In the example shown in FIG. 2, the variable magnetic flux magnet VM is a flat, rectangular variable magnetic flux magnet. Note that the shape of the variable magnetic flux magnet VM may be other shapes instead of a flat, rectangular shape. The variable magnetic flux magnet VM may be composed of multiple variable magnetic flux magnet pieces, or may be composed of a single variable magnetic flux magnet piece.

M個の磁化コイルCのそれぞれは、可変磁束磁石VMが有する面のうちの少なくとも第1面M1を貫く磁界を発生させるコイルである。M個の磁化コイルCのそれぞれは、電流が流された場合に、第1面M1を貫く磁界を発生させることが可能なコイルであれば、如何なるコイルであってもよい。以下では、一例として、M個の磁化コイルCのそれぞれが、撓み、歪み等による傾きを除いて、第1面M1と平行(又はほぼ平行)なコイル面を有するスパイラルコイルである場合について説明する。ここで、第1面M1は、可変磁束磁石VMが有する面のうち、Z軸の正方向側の面である。また、ある磁化コイルCのコイル面は、当該磁化コイルCとして巻回された導体と、当該磁化コイルCが有する開口部とを含む厚みを持った仮想的な平面のことである。なお、第1面M1は、可変磁束磁石VMが有する面のうち、Z軸の正方向側の面と異なる面であってもよい。また、M個の磁化コイルCのうちの一部又は全部は、互いに非平行なコイル面を有するスパイラルコイルであってもよく、互いに平行であり、且つ、第1面M1と非平行なコイル面を有するスパイラルコイルであってもよい。 Each of the M magnetized coils C generates a magnetic field that penetrates at least the first surface M1 of the surfaces of the variable magnetic flux magnet VM. Each of the M magnetized coils C may be any coil capable of generating a magnetic field that penetrates the first surface M1 when a current is passed through it. Below, as an example, we will describe a case where each of the M magnetized coils C is a spiral coil with a coil surface that is parallel (or nearly parallel) to the first surface M1, excluding tilt due to bending, distortion, etc. Here, the first surface M1 is the surface of the variable magnetic flux magnet VM that is on the positive side of the Z axis. The coil surface of a given magnetized coil C is an imaginary plane with a thickness that includes the conductor wound as that magnetized coil C and the opening of that magnetized coil C. The first surface M1 may be a surface of the variable magnetic flux magnet VM that is different from the surface on the positive side of the Z axis. Furthermore, some or all of the M magnetization coils C may be spiral coils having coil surfaces that are non-parallel to each other, or may be spiral coils having coil surfaces that are parallel to each other and non-parallel to the first plane M1.

また、M個の磁化コイルCのそれぞれは、コイル面の面積が互いに異なる。コイル面の面積が小さい順にM個の磁化コイルCを並べた場合、第1面M1と直交する方向において、i個目に並ぶ磁化コイルCのコイル面は、(i+1)個目に並ぶ磁化コイルCのコイル面の内側に含まれている。ここで、iは、1~M-1のうちのいずれかの整数を示す。 Furthermore, the M magnetized coils C each have a different coil surface area. When the M magnetized coils C are arranged in ascending order of coil surface area, the coil surface of the i-th magnetized coil C in the direction perpendicular to the first plane M1 is included inside the coil surface of the (i+1)th magnetized coil C. Here, i represents an integer between 1 and M-1.

また、M個の磁化コイルCのうちの少なくとも1個は、第1面M1に配置される。すなわち、M個の磁化コイルCのうちの少なくとも1個は、第1面M1と直交する方向、すなわち、Z軸方向において、第1面M1の輪郭の内側に含まれている。例えば、可変磁束磁石モジュールVMMでは、M個の磁化コイルCのうちコイル面の面積が最も小さい磁化コイルCは、第1面M1に配置される。また、例えば、可変磁束磁石モジュールVMMでは、M個の磁化コイルCのうちコイル面の面積が3番目に小さい磁化コイルCは、M個の磁化コイルCのうちコイル面の面積が2番目に小さい磁化コイルCと、M個の磁化コイルCのうちコイル面の面積が最も小さい磁化コイルCとともに、第1面M1に配置される。 Furthermore, at least one of the M magnetized coils C is arranged on the first surface M1. That is, at least one of the M magnetized coils C is included inside the outline of the first surface M1 in a direction perpendicular to the first surface M1, i.e., in the Z-axis direction. For example, in a variable magnetic flux magnet module VMM, the magnetized coil C with the smallest coil surface area among the M magnetized coils C is arranged on the first surface M1. Also, for example, in a variable magnetic flux magnet module VMM, the magnetized coil C with the third smallest coil surface area among the M magnetized coils C is arranged on the first surface M1, along with the magnetized coil C with the second smallest coil surface area among the M magnetized coils C and the magnetized coil C with the smallest coil surface area among the M magnetized coils C.

以下では、一例として、図2に示したように、可変磁束磁石モジュールVMMが、このようなM個の磁化コイルCとして、磁化コイルC-1~磁化コイルC-3の3個の磁化コイルCを備える場合について説明する。図2に示した例では、磁化コイルC-1は、3個の磁化コイルCのうちコイル面の面積が最も小さい磁化コイルCである。また、当該例では、磁化コイルC-2は、3個の磁化コイルCのうちコイル面の面積が2番目に小さい磁化コイルCである。また、当該例では、磁化コイルC-2は、3個の磁化コイルCのうちコイル面の面積が最も大きい磁化コイルCである。このため、磁化コイルC-1のコイル面は、図2に示したように、第1面M1と直交する方向、すなわち、Z軸方向において、磁化コイルC-2のコイル面の内側に含まれている。また、磁化コイルC-2のコイル面は、図2に示したように、第1面M1と直交する方向、すなわち、Z軸方向において、磁化コイルC-3のコイル面の内側に含まれている。 As an example, the following describes a case where the variable flux magnet module VMM includes three magnetization coils C, magnetization coils C-1 to C-3, as the M magnetization coils C, as shown in FIG. 2. In the example shown in FIG. 2, magnetization coil C-1 is the magnetization coil C with the smallest coil surface area of the three magnetization coils C. In addition, in this example, magnetization coil C-2 is the magnetization coil C with the second smallest coil surface area of the three magnetization coils C. In addition, in this example, magnetization coil C-2 is the magnetization coil C with the largest coil surface area of the three magnetization coils C. Therefore, as shown in FIG. 2, the coil surface of magnetization coil C-1 is included inside the coil surface of magnetization coil C-2 in the direction perpendicular to first plane M1, i.e., in the Z-axis direction. In addition, as shown in FIG. 2, the coil surface of magnetization coil C-2 is included inside the coil surface of magnetization coil C-3 in the direction perpendicular to first plane M1, i.e., in the Z-axis direction.

図2に示した例では、3個の磁化コイルCのすべては、第1面M1に配置されている。換言すると、当該例では、3個の磁化コイルCのそれぞれは、第1面M1と直交する方向、すなわち、Z軸方向において、第1面M1の輪郭の内側に含まれている。これにより、3個の磁化コイルCのそれぞれは、第1面M1を貫く磁界を、より確実に発生させることができる。なお、3個の磁化コイルCのうちの一部の磁化コイルCは、第1面M1に配置されていない構成であってもよい。換言すると、3個の磁化コイルCのうちの一部の磁化コイルCは、当該方向において、コイル面の一部が第1面M1の輪郭の内側からはみ出ていてもよい。例えば、磁化コイルC-3として巻回される導体が、可変磁束磁石VMの側面を取り囲むように巻回される場合(すなわち、磁化コイルC-3が、可変磁束磁石VMの側面を取り囲むように巻回された導体により構成される場合)、磁化コイルC-3のコイル面の一部は、当該方向において当該輪郭の内側からはみ出る。しかしながら、この場合であっても、可変磁束磁石モジュールVMMでは、磁化コイルC-3のコイル面を第1面M1と平行(又はほぼ平行)にすることができ、且つ、磁化コイルC-3に第1面M1を貫く磁界を発生させることができる。なお、可変磁束磁石の側面は、第1面M1を正面とした場合において、可変磁束磁石VMが有する面のうち第1面M1と対向する面(すなわち、可変磁束磁石VMが有する面のうちZ軸の負方向側の面)と、第1面M1とを接続する面(すなわち、可変磁束磁石VMが有する面のうちX軸とY軸とによって張られるXY平面と直交する面)のことである、 In the example shown in FIG. 2, all three magnetized coils C are arranged on the first surface M1. In other words, in this example, each of the three magnetized coils C is included inside the outline of the first surface M1 in a direction perpendicular to the first surface M1, i.e., in the Z-axis direction. This allows each of the three magnetized coils C to more reliably generate a magnetic field that penetrates the first surface M1. Note that some of the three magnetized coils C may not be arranged on the first surface M1. In other words, some of the three magnetized coils C may have a coil surface that partially extends outside the outline of the first surface M1 in that direction. For example, if the conductor wound as the magnetizing coil C-3 is wound so as to surround the side surface of the variable magnetic flux magnet VM (that is, if the magnetizing coil C-3 is composed of a conductor wound so as to surround the side surface of the variable magnetic flux magnet VM), part of the coil surface of the magnetizing coil C-3 will protrude from the inside of the outline in that direction. However, even in this case, with the variable magnetic flux magnet module VMM, the coil surface of the magnetizing coil C-3 can be made parallel (or nearly parallel) to the first surface M1, and a magnetic field that penetrates the first surface M1 can be generated in the magnetizing coil C-3. Note that, when the first surface M1 is considered the front, the side surface of the variable flux magnet refers to the surface of the variable flux magnet VM that faces the first surface M1 (i.e., the surface of the variable flux magnet VM on the negative side of the Z axis) and the surface that connects the first surface M1 (i.e., the surface of the variable flux magnet VM that is perpendicular to the XY plane spanned by the X and Y axes).

また、第1面M1と直交する方向において、磁化コイルC-1~磁化コイルC-3それぞれのコイル面の中心は、必ずしも一致している必要はない。しかしながら、図2に示した例では、第1面M1と直交する方向において、磁化コイルC-1~磁化コイルC-3それぞれのコイル面の中心は、組み付けによる誤差等を除いて、一致している(又はほぼ一致している)。この場合、可変磁束磁石モジュールVMMは、磁化コイルC-2が発生させる磁界のうち、磁化コイルC-2のコイル面の中心付近の磁界を、磁化コイルC-1が発生させる磁界によって、より確実に強めることができる。また、この場合、可変磁束磁石モジュールVMMは、磁化コイルC-3が発生させる磁界のうち、磁化コイルC-3のコイル面の中心付近の磁界を、磁化コイルC-2が発生させる磁界によって、より確実に強めることができる。 Furthermore, the centers of the coil surfaces of magnetized coils C-1 to C-3 do not necessarily have to coincide in the direction perpendicular to first plane M1. However, in the example shown in FIG. 2, the centers of the coil surfaces of magnetized coils C-1 to C-3 coincide (or nearly coincide) in the direction perpendicular to first plane M1, excluding errors due to assembly, etc. In this case, the variable flux magnet module VMM can more reliably strengthen the magnetic field generated by magnetized coil C-2 near the center of the coil surface of magnetized coil C-2 using the magnetic field generated by magnetized coil C-1. Furthermore, in this case, the variable flux magnet module VMM can more reliably strengthen the magnetic field generated by magnetized coil C-3 near the center of the coil surface of magnetized coil C-3 using the magnetic field generated by magnetized coil C-2.

このような構成の可変磁束磁石モジュールVMMにおいて、第1面M1に配置された3個の磁化コイルCのそれぞれに電流が流れた場合、これら3個の磁化コイルCは、第1面M1を貫く磁界を発生させる。換言すると、可変磁束磁石モジュールVMMにおいて、当該場合、3個の磁化コイルCにより発生された磁界を表す磁束が第1面M1を貫く。以下では、一例として、Z軸の正方向に向かって磁界が第1面M1を貫くと可変磁束磁石VMの磁力が増加し、Z軸の負方向に向かって磁界が第1面M1を貫くと可変磁束磁石VMの磁力が減少する場合について説明する。例えば、ある磁化コイルCがコイル面をZ軸の正方向に向かって貫く磁界を発生させた場合、可変磁束磁石VMが有する領域のうちZ軸方向において当該磁化コイルCのコイル面と重なる領域の磁力は、増加する(すなわち、当該領域の増磁が行われる)。一方、例えば、ある磁化コイルCがコイル面をZ軸の負方向に向かって貫く磁界を発生させた場合、可変磁束磁石VMが有する領域のうちZ軸方向において当該磁化コイルCと重なる領域の磁力は、減少する(すなわち、当該領域の減磁が行われる)。 In a variable flux magnet module VMM configured as described above, when current flows through each of the three magnetized coils C arranged on the first surface M1, these three magnetized coils C generate a magnetic field that penetrates the first surface M1. In other words, in the variable flux magnet module VMM, magnetic flux representing the magnetic field generated by the three magnetized coils C penetrates the first surface M1. Below, as an example, we will explain a case where the magnetic force of the variable flux magnet VM increases when the magnetic field penetrates the first surface M1 in the positive direction of the Z axis, and decreases when the magnetic field penetrates the first surface M1 in the negative direction of the Z axis. For example, when a magnetized coil C generates a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis, the magnetic force of the region of the variable flux magnet VM that overlaps with the coil surface of that magnetized coil C in the Z axis direction increases (i.e., the region is magnetized). On the other hand, for example, if a magnetized coil C generates a magnetic field that penetrates the coil surface in the negative direction of the Z axis, the magnetic force in the area of the variable magnetic flux magnet VM that overlaps with the magnetized coil C in the Z axis direction will decrease (i.e., the area will be demagnetized).

ここで、可変磁束磁石モジュールVMMと異なる可変磁束磁石モジュールX(例えば、従来の可変磁束磁石モジュール等)は、可変磁束磁石の側面を取り囲むように巻回された導体により構成される磁化コイルを有する。このため、当該磁化コイルにより発生する磁界の強さは、磁化コイルの中心付近と、磁化コイルの外縁付近とで異なることが多い。このような磁界の強さの違いは、当該回転電機の個体差を大きくするため、望ましくない。 Here, a variable flux magnet module X (e.g., a conventional variable flux magnet module, etc.) that is different from the variable flux magnet module VMM has a magnetization coil made up of a conductor wound around the side of the variable flux magnet. As a result, the strength of the magnetic field generated by the magnetization coil often differs between the center of the magnetization coil and the outer edge of the magnetization coil. Such differences in magnetic field strength are undesirable because they increase individual differences between the rotating electric machines.

これに対し、可変磁束磁石モジュールVMMでは、3個の磁化コイルCのうちの少なくとも1個は、可変磁束磁石VMの第1面M1に配置される。これは、前述した通り、第1面M1と直交する方向において、3個の磁化コイルCのうちの少なくとも1個が、第1面M1の輪郭の内側に含まれていることを意味する。すなわち、可変磁束磁石モジュールVMMでは、3個の磁化コイルCのうちの少なくとも1個のコイル面の面積を、第1面M1の面積よりも小さくすることができる。その結果、可変磁束磁石モジュールVMMでは、第1面M1に配置された少なくとも1個の磁化コイルCが、他の磁化コイルCが発生させる磁界のうちコイル面の中心付近を貫く磁界を強めることができる。その結果、可変磁束磁石モジュールVMMは、第1面M1を貫く磁界の強さのばらつきの度合いを、可変磁束磁石モジュールXの磁化コイルのコイル面を貫く磁界の強さのばらつきの度合いと比べて小さくすることができる。すなわち、可変磁束磁石モジュールVMMは、個体差を小さくすることができる。これは、可変磁束磁石モジュールVMMが、可変磁束磁石モジュールVMMを備える回転電機10の個体差を小さくすることができることも意味する。 In contrast, in the variable flux magnet module VMM, at least one of the three magnetized coils C is arranged on the first surface M1 of the variable flux magnet VM. As described above, this means that at least one of the three magnetized coils C is included inside the outline of the first surface M1 in the direction perpendicular to the first surface M1. In other words, in the variable flux magnet module VMM, the area of the coil surface of at least one of the three magnetized coils C can be made smaller than the area of the first surface M1. As a result, in the variable flux magnet module VMM, at least one magnetized coil C arranged on the first surface M1 can strengthen the magnetic field generated by the other magnetized coils C that penetrates near the center of the coil surface. As a result, the variable flux magnet module VMM can reduce the degree of variation in the strength of the magnetic field penetrating the first surface M1 compared to the degree of variation in the strength of the magnetic field penetrating the coil surfaces of the magnetized coils of the variable flux magnet module X. In other words, the variable flux magnet module VMM can reduce individual differences. This also means that the variable flux magnet module VMM can reduce individual differences among rotating electric machines 10 equipped with the variable flux magnet module VMM.

例えば、図2に示した可変磁束磁石モジュールVMMでは、3個の磁化コイルCのすべてが第1面M1に配置されている。この場合、当該可変磁束磁石モジュールVMMでは、磁化コイルC-3のコイル面の内側に磁化コイルC-2が配置され、磁化コイルC-2のコイル面の内側に磁化コイルC-1が配置されている。このため、当該可変磁束磁石モジュールVMMでは、磁化コイルC-2は、磁化コイルC-3により発生する磁界のうち磁化コイルC-3の中心付近における磁界の強さを強めることができる。また、当該可変磁束磁石モジュールVMMでは、磁化コイルC-1は、磁化コイルC-2により発生する磁界のうち磁化コイルC-2の中心付近における磁界の強さを強めることができる。その結果、当該可変磁束磁石モジュールVMMは、第1面M1を貫く磁界の強さのばらつきの度合いを、当該可変磁束磁石モジュールXの磁化コイルのコイル面を貫く磁界の強さのばらつきの度合いと比べて小さくすることができる。すなわち、当該可変磁束磁石モジュールVMMは、個体差を小さくすることができる。これは、当該可変磁束磁石モジュールVMMが、可変磁束磁石モジュールVMMを備える回転電機10の個体差を小さくすることができることも意味する。このような効果は、当該可変磁束磁石モジュールVMMにおいて、例えば、磁化コイルC-3のみ、又は、磁化コイルC-2と磁化コイルC-3との両方が第1面M1に配置されない場合であっても、第1面M1に配置された磁化コイルC-1の存在により、同様に得られる効果である。なお、当該可変磁束磁石モジュールVMMは、これら3個の磁化コイルCに加えて、これら3個の磁化コイルCそれぞれのコイル面と重ならないコイル面を有する1個以上の他の磁化コイルが第1面M1に配置される構成であってもよい。 For example, in the variable flux magnet module VMM shown in FIG. 2, all three magnetizing coils C are arranged on the first surface M1. In this case, in this variable flux magnet module VMM, magnetizing coil C-2 is arranged inside the coil surface of magnetizing coil C-3, and magnetizing coil C-1 is arranged inside the coil surface of magnetizing coil C-2. Therefore, in this variable flux magnet module VMM, magnetizing coil C-2 can increase the strength of the magnetic field generated by magnetizing coil C-3 near the center of magnetizing coil C-3. Also, in this variable flux magnet module VMM, magnetizing coil C-1 can increase the strength of the magnetic field generated by magnetizing coil C-2 near the center of magnetizing coil C-2. As a result, the variable flux magnet module VMM can reduce the degree of variation in the strength of the magnetic field penetrating the first surface M1 compared to the degree of variation in the strength of the magnetic field penetrating the coil surfaces of the magnetized coils of the variable flux magnet module X. In other words, the variable flux magnet module VMM can reduce individual differences. This also means that the variable flux magnet module VMM can reduce individual differences among rotating electric machines 10 that include the variable flux magnet module VMM. This effect can be obtained in the same way in the variable flux magnet module VMM, even if, for example, only the magnetized coil C-3, or both the magnetized coils C-2 and C-3, are not arranged on the first surface M1, due to the presence of the magnetized coil C-1 arranged on the first surface M1. In addition to these three magnetization coils C, the variable magnetic flux magnet module VMM may also be configured such that one or more other magnetization coils having coil surfaces that do not overlap with the coil surfaces of these three magnetization coils C are arranged on the first surface M1.

ここで、図3は、第1面M1上の領域のうち、Z軸の正方向に向かってコイル面を貫く磁界を磁化コイルC-1が発生させた場合において変磁が起きる領域の一例を示す図である。当該場合、磁化コイルC-1が発生させる磁界は、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-1のコイル面と重なる領域をZ軸の正方向に向かって貫く。その結果、当該領域の磁力は、増加する。図3においてハッチングにより示した領域R1Pは、このようにして磁力が増加した領域の一例を示す。図3に示したように、領域R1Pは、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-1のコイル面と重なる領域である。一方、当該場合、磁化コイルC-1が発生させる磁界は、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-1のコイル面の外側の領域をZ軸の負方向に向かって貫く。その結果、当該領域の磁力は、減少する。図3においてハッチングにより示した領域R1Nは、当該場合において磁力が減少した領域の一例を示す。図3に示したように、領域R1Nは、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-1のコイル面の外側の領域である。より具体的には、領域R1Nは、第1面M1上において磁化コイルC-1と磁化コイルC-2とにより囲まれた領域のうち、磁化コイルC-1と接し、且つ、磁化コイルC-2と接していない領域である。領域R1Pの面積は、領域R1Nの面積よりも大きい。このため、当該場合、可変磁束磁石VMの正味の磁力は、増加する。また、磁化コイルC-1のコイル面は、第1面M1の面積よりも小さくすることができている。このため、可変磁束磁石モジュールVMMは、当該場合、磁化コイルC-1のコイル面をZ軸の正方向に貫く磁界の当該コイル面内におけるばらつきの度合いを小さくすることができる。すなわち、可変磁束磁石モジュールVMMは、個体差を小さくすることができる。 Here, Figure 3 is a diagram showing an example of a region on the first surface M1 where magnetization changes when the magnetizing coil C-1 generates a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis. In this case, the magnetic field generated by the magnetizing coil C-1 penetrates the region on the first surface M1 that overlaps with the coil surface of the magnetizing coil C-1 in the Z axis direction in the positive direction of the Z axis. As a result, the magnetic force in this region increases. The hatched region R1P in Figure 3 shows an example of a region where the magnetic force increases in this way. As shown in Figure 3, region R1P is the region on the first surface M1 that overlaps with the coil surface of the magnetizing coil C-1 in the Z axis direction. On the other hand, in this case, the magnetic field generated by the magnetizing coil C-1 penetrates the region on the first surface M1 outside the coil surface of the magnetizing coil C-1 in the Z axis direction in the negative direction of the Z axis. As a result, the magnetic force in this region decreases. The hatched region R1N in FIG. 3 is an example of a region where the magnetic force is reduced in this case. As shown in FIG. 3, region R1N is a region on the first surface M1 that is outside the coil surface of the magnetized coil C-1 in the Z-axis direction. More specifically, region R1N is a region on the first surface M1 that is surrounded by the magnetized coil C-1 and the magnetized coil C-2 and that is in contact with the magnetized coil C-1 but not with the magnetized coil C-2. The area of region R1P is larger than the area of region R1N. Therefore, in this case, the net magnetic force of the variable flux magnet VM increases. Furthermore, the coil surface of the magnetized coil C-1 can be made smaller than the area of the first surface M1. Therefore, in this case, the variable flux magnet module VMM can reduce the degree of variation within the coil surface of the magnetic field that penetrates the coil surface of the magnetized coil C-1 in the positive direction of the Z-axis. In other words, the variable flux magnet module VMM can reduce individual differences.

また、図4は、第1面M1上の領域のうち、Z軸の正方向に向かってコイル面を貫く磁界を磁化コイルC-1及び磁化コイルC-2のそれぞれが発生させた場合において変磁が起きる領域の一例を示す図である。当該場合、磁化コイルC-1がZ軸の負方向に当該領域を貫くように発生させた磁界は、磁化コイルC-2がZ軸の正方向に当該領域を貫くように発生させた磁界によって打ち消される。このため、当該場合、磁化コイルC-1及び磁化コイルC-2が発生させる正味の磁界は、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-2のコイル面と重なる領域をZ軸の正方向に向かって貫く。その結果、当該領域の磁力は、増加する。図4においてハッチングにより示した領域R2Pは、このようにして磁力が増加した領域の一例を示す。図4に示したように、領域R2Pは、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-2のコイル面と重なる領域である。一方、当該場合、磁化コイルC-2が発生させる磁界は、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-2のコイル面の外側の領域をZ軸の負方向に向かって貫く。その結果、当該領域の磁力は、減少する。図4においてハッチングにより示した領域R2Nは、当該場合において磁力が減少した領域の一例を示す。図4に示したように、領域R2Nは、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-2のコイル面の外側の領域である。より具体的には、領域R2Nは、第1面M1上において磁化コイルC-2と磁化コイルC-3とにより囲まれた領域のうち、磁化コイルC-2と接し、且つ、磁化コイルC-3と接していない領域である。領域R2Pの面積は、領域R2Nの面積よりも大きい。このため、当該場合、可変磁束磁石VMの正味の磁力は、増加する。また、Z軸方向において、磁化コイルC-2のコイル面の内側には、磁化コイルC-1のコイル面が含まれている。このため、可変磁束磁石モジュールVMMは、当該場合、磁化コイルC-2のコイル面をZ軸の正方向に貫く磁界の当該コイル面内におけるばらつきの度合いを、磁化コイルC-1のコイル面をZ軸の正方向に貫く磁界によって小さくすることができる。すなわち、可変磁束磁石モジュールVMMは、個体差を小さくすることができる。 Figure 4 also shows an example of a region on the first surface M1 where magnetization changes when magnetizing coil C-1 and magnetizing coil C-2 each generate a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis. In this case, the magnetic field generated by magnetizing coil C-1 penetrating the region in the negative direction of the Z axis is canceled out by the magnetic field generated by magnetizing coil C-2 penetrating the region in the positive direction of the Z axis. Therefore, in this case, the net magnetic field generated by magnetizing coil C-1 and magnetizing coil C-2 penetrates the region on the first surface M1 that overlaps with the coil surface of magnetizing coil C-2 in the Z axis direction in the positive direction of the Z axis. As a result, the magnetic force in that region increases. Region R2P, shown hatched in Figure 4, is an example of a region where magnetic force increases in this way. As shown in Figure 4, region R2P is the region on the first surface M1 that overlaps with the coil surface of magnetizing coil C-2 in the Z axis direction. On the other hand, in this case, the magnetic field generated by the magnetized coil C-2 penetrates the region on the first surface M1 that is outside the coil surface of the magnetized coil C-2 in the Z-axis direction toward the negative direction of the Z-axis. As a result, the magnetic force in this region decreases. The hatched region R2N in FIG. 4 shows an example of a region where the magnetic force decreases in this case. As shown in FIG. 4, region R2N is the region on the first surface M1 that is outside the coil surface of the magnetized coil C-2 in the Z-axis direction. More specifically, region R2N is the region on the first surface M1 surrounded by the magnetized coil C-2 and the magnetized coil C-3 that is in contact with the magnetized coil C-2 but not with the magnetized coil C-3. The area of region R2P is larger than the area of region R2N. Therefore, in this case, the net magnetic force of the variable flux magnet VM increases. Additionally, in the Z-axis direction, the coil surface of magnetized coil C-1 is included inside the coil surface of magnetized coil C-2. Therefore, in this case, the variable flux magnet module VMM can reduce the degree of variation within the coil surface of the magnetic field that penetrates the coil surface of magnetized coil C-2 in the positive direction of the Z-axis by using the magnetic field that penetrates the coil surface of magnetized coil C-1 in the positive direction of the Z-axis. In other words, the variable flux magnet module VMM can reduce individual variations.

また、図5は、第1面M1上の領域のうち、Z軸の正方向に向かってコイル面を貫く磁界を磁化コイルC-1~磁化コイルC-3のそれぞれが発生させた場合において変磁が起きる領域の一例を示す図である。当該場合、磁化コイルC-1がZ軸の負方向に当該領域を貫くように発生させた磁界は、磁化コイルC-2及び磁化コイルC-3がZ軸の正方向に当該領域を貫くように発生させた磁界によって打ち消される。また、当該場合、磁化コイルC-2がZ軸の負方向に当該領域を貫くように発生させた磁界は、磁化コイルC-3がZ軸の正方向に当該領域を貫くように発生させた磁界によって打ち消される。このため、当該場合、磁化コイルC-1~磁化コイルC-3が発生させる正味の磁界は、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-3のコイル面と重なる領域をZ軸の正方向に向かって貫く。その結果、当該領域の磁力は、増加する。図5においてハッチングにより示した領域R3Pは、このようにして磁力が増加した領域の一例を示す。図5に示したように、領域R3Pは、第1面M1上の領域のうち、Z軸方向において磁化コイルC-3のコイル面と重なる領域である。一方、当該場合、磁化コイルC-3が発生させる磁界は、第1面M1の外側の領域をZ軸の負方向に向かって貫く。その結果、可変磁束磁石VMの磁力は、当該磁界によって減少しない。このため、当該場合、可変磁束磁石VMの正味の磁力は、増加する。また、Z軸方向において、磁化コイルC-3のコイル面の内側には、磁化コイルC-2のコイル面が含まれている。また、Z軸方向において、磁化コイルC-2のコイル面の内側には、磁化コイルC-1のコイル面が含まれている。このため、可変磁束磁石モジュールVMMは、当該場合、磁化コイルC-3のコイル面をZ軸の正方向に貫く磁界の当該コイル面内におけるばらつきの度合いを、磁化コイルC-1及び磁化コイルC-2のコイル面をZ軸の正方向に貫く磁界によって、より確実に小さくすることができる。すなわち、可変磁束磁石モジュールVMMは、個体差を、より確実に小さくすることができる。 Figure 5 also shows an example of a region on the first surface M1 where magnetization changes occur when magnetization coils C-1 to C-3 each generate a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis. In this case, the magnetic field generated by magnetization coil C-1 to penetrate the region in the negative direction of the Z axis is canceled out by the magnetic fields generated by magnetization coils C-2 and C-3 to penetrate the region in the positive direction of the Z axis. In addition, the magnetic field generated by magnetization coil C-2 to penetrate the region in the negative direction of the Z axis is canceled out by the magnetic field generated by magnetization coil C-3 to penetrate the region in the positive direction of the Z axis. Therefore, in this case, the net magnetic field generated by magnetization coils C-1 to C-3 penetrates the region on the first surface M1 that overlaps with the coil surface of magnetization coil C-3 in the Z axis direction in the positive direction of the Z axis. As a result, the magnetic force in that region increases. The hatched region R3P in FIG. 5 is an example of a region where the magnetic force is increased in this way. As shown in FIG. 5, region R3P is a region on the first surface M1 that overlaps with the coil surface of the magnetizing coil C-3 in the Z-axis direction. Meanwhile, in this case, the magnetic field generated by the magnetizing coil C-3 penetrates the region outside the first surface M1 toward the negative direction of the Z-axis. As a result, the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM is not reduced by this magnetic field. Therefore, in this case, the net magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM increases. Furthermore, in the Z-axis direction, the coil surface of the magnetizing coil C-2 is included inside the coil surface of the magnetizing coil C-3. Furthermore, in the Z-axis direction, the coil surface of the magnetizing coil C-1 is included inside the coil surface of the magnetizing coil C-2. For this reason, in this case, the variable flux magnet module VMM can more reliably reduce the degree of variation within the coil plane of the magnetic field that penetrates the coil plane of magnetized coil C-3 in the positive direction of the Z axis by using the magnetic field that penetrates the coil planes of magnetized coils C-1 and C-2 in the positive direction of the Z axis. In other words, the variable flux magnet module VMM can more reliably reduce individual differences.

また、可変磁束磁石モジュールVMMにおいて、可変磁束磁石VMの磁力の変化量は、第1面M1に配置する磁化コイルCの数、第1面M1に配置する個々の磁化コイルCのコイル面の面積、Z軸の正方向に向かって第1面M1を貫く磁界を発生させる磁化コイルCの数、Z軸の負方向に向かって第1面M1を貫く磁界を発生させる磁化コイルCの数、磁界を発生させない磁化コイルCの数等を変化させることによって調整することができる。 Furthermore, in the variable flux magnet module VMM, the amount of change in the magnetic force of the variable flux magnet VM can be adjusted by changing the number of magnetizing coils C arranged on the first surface M1, the area of the coil surface of each magnetizing coil C arranged on the first surface M1, the number of magnetizing coils C that generate a magnetic field that penetrates the first surface M1 in the positive direction of the Z axis, the number of magnetizing coils C that generate a magnetic field that penetrates the first surface M1 in the negative direction of the Z axis, and the number of magnetizing coils C that do not generate a magnetic field.

ここで、前述の可変磁束磁石モジュールXでは、磁化コイルに流す電流の僅かな違いによって、可変磁束磁石の磁力が大きく変化してしまうことが知られている。このため、可変磁束磁石モジュールXでは、可変磁束磁石の磁力を所望の磁力に変化させることが困難な場合があった。これは、例えば、可変磁束磁石モジュールXを備える回転電機における弱め界磁を段階的に行うことができないことを意味し、当該回転電機の効率を更に向上させることが困難な場合があった。 It is known that with the variable flux magnet module X described above, even slight differences in the current flowing through the magnetizing coil can cause large changes in the magnetic force of the variable flux magnet. For this reason, it can be difficult to change the magnetic force of the variable flux magnet to the desired magnetic force with the variable flux magnet module X. This means, for example, that field weakening cannot be performed in stages in a rotating electric machine equipped with the variable flux magnet module X, making it difficult to further improve the efficiency of the rotating electric machine.

これに対し、可変磁束磁石モジュールVMMでは、用途に応じて、第1面M1に配置される個々の磁化コイルCの大きさを調整することができる。また、可変磁束磁石モジュールVMMは、コイル面をZ軸の正方向に向かって貫く磁界を発生させる磁化コイルCの数、コイル面をZ軸の負方向に向かって貫く磁界を発生させる磁化コイルCの数、磁界を発生させない磁化コイルCの数の調整を制御によって行うことも可能である。このため、可変磁束磁石モジュールVMMは、製造後においても、可変磁束磁石VMの磁力の変化量を調整することができる。 In contrast, with the variable flux magnet module VMM, the size of each magnetized coil C arranged on the first surface M1 can be adjusted depending on the application. Furthermore, the variable flux magnet module VMM can also adjust, through control, the number of magnetized coils C that generate a magnetic field that penetrates the coil surface in the positive direction of the Z axis, the number of magnetized coils C that generate a magnetic field that penetrates the coil surface in the negative direction of the Z axis, and the number of magnetized coils C that do not generate a magnetic field. Therefore, with the variable flux magnet module VMM, the amount of change in the magnetic force of the variable flux magnet VM can be adjusted even after manufacture.

なお、図2に示した例では、各磁化コイルCは、第1面M1と接触している。各磁化コイルCが第1面M1と接触している場合、各磁化コイルCが発生させた磁界のうちコイル面を貫く磁界のほぼ全てが第1面M1を貫くことになる。このため、可変磁束磁石モジュールVMMは、各磁化コイルCが第1面M1と接触している場合、可変磁束磁石VMの変磁を、精密に行いやすくなる。すなわち、当該場合、可変磁束磁石モジュールVMMは、個体差を、より確実に小さくすることができる。例えば、各磁化コイルCは、接着剤等によって第1面M1に動かないように固定することにより、第1面M1と接触するように第1面M1に配置させることができる。なお、3個の磁化コイルCのうちの一部又は全部は、第1面M1から離間していてもよい。この場合、第1面M1から離間させる磁化コイルCは、例えば、各種の治具等により第1面M1に配置される。 In the example shown in FIG. 2, each magnetized coil C is in contact with the first surface M1. When each magnetized coil C is in contact with the first surface M1, almost all of the magnetic field generated by each magnetized coil C that penetrates the coil surface also penetrates the first surface M1. Therefore, when each magnetized coil C is in contact with the first surface M1, the variable flux magnet module VMM can more accurately change the magnetization of the variable flux magnet VM. In other words, in this case, the variable flux magnet module VMM can more reliably reduce individual variations. For example, each magnetized coil C can be positioned on the first surface M1 so as to be in contact with the first surface M1 by fixing it to the first surface M1 with an adhesive or the like. Note that some or all of the three magnetized coils C may be spaced apart from the first surface M1. In this case, the magnetized coils C that are spaced apart from the first surface M1 are positioned on the first surface M1 using, for example, various jigs or the like.

また、図2に示した例では、3個の磁化コイルCのそれぞれとして巻回されている導体は、互いに重なっていない。しかしながら、図6に示すように、これら3個の磁化コイルCのそれぞれとして巻回されている導体は、一部が互いに重なる構成であってもよい。図6は、可変磁束磁石モジュールVMMの構成の他の例を示す図である。図6に示した可変磁束磁石モジュールVMMでは、第1面M1のX軸方向の辺の長さが、図2に示した第1面M1のX軸方向の辺の長さよりも短い。そして、当該可変磁束磁石モジュールVMMでは、3個の磁化コイルCそれぞれのX軸方向の辺の長さは、第1面M1のX軸方向の辺の長さとほぼ同じ長さである。このため、図6では、第1面M1には、図7~図9のそれぞれに示した磁化コイルC-1~磁化コイルC-3のそれぞれが配置されている。図7は、図6に示した磁化コイルC-1の一例を示す図である。図8は、図6に示した磁化コイルC-2の一例を示す図である。図9は、図6に示した磁化コイルC-3の一例を示す図である。図9に示した磁化コイルC-3のX軸方向の長さは、図8に示した磁化コイルC-2のX軸方向の長さと同じである。一方、図9に示した磁化コイルC-3のY軸方向の長さは、図8に示した磁化コイルC-2のY軸方向の長さよりも長い。このため、図9に示した磁化コイルC-3の面積は、図8に示した磁化コイルC-2の面積よりも大きい。また、図8に示した磁化コイルC-2のX軸方向の長さは、図7に示した磁化コイルC-1のX軸方向の長さと同じである。一方、図8に示した磁化コイルC-2のY軸方向の長さは、図7に示した磁化コイルC-1のY軸方向の長さよりも長い。このため、図8に示した磁化コイルC-2の面積は、図7に示した磁化コイルC-1の面積よりも大きい。従って、図6に示した例では、磁化コイルC-1のコイル面は、当該コイル面と直交する方向において、磁化コイルC-2のコイル面に含まれている。しかしながら、当該例では、磁化コイルC-1として巻回されている導体の一部は、磁化コイルC-2として巻回されている導体の一部と重なっている。また、当該例では、磁化コイルC-2のコイル面は、当該コイル面と直交する方向において、磁化コイルC-3のコイル面に含まれている。しかしながら、当該例では、磁化コイルC-2として巻回されている導体の一部は、磁化コイルC-3として巻回されている導体の一部と重なっている。可変磁束磁石モジュールVMMでは、このように、3個の磁化コイルCのそれぞれとして巻回されている導体が、一部が互いに重なる構成であっても、3個の磁化コイルCのそれぞれが発生させる磁界のうち、第1面M1をZ軸の正方向又は負方向に貫く磁界のばらつきの度合いを小さくすることができる。すなわち、可変磁束磁石モジュールVMMは、個体差を小さくすることができる。 In the example shown in FIG. 2, the conductors wound as each of the three magnetized coils C do not overlap each other. However, as shown in FIG. 6, the conductors wound as each of the three magnetized coils C may partially overlap each other. FIG. 6 is a diagram showing another example of the configuration of a variable flux magnet module VMM. In the variable flux magnet module VMM shown in FIG. 6, the length of the side in the X-axis direction of the first surface M1 is shorter than the length of the side in the X-axis direction of the first surface M1 shown in FIG. 2. In addition, in this variable flux magnet module VMM, the length of the side in the X-axis direction of each of the three magnetized coils C is approximately the same as the length of the side in the X-axis direction of the first surface M1. For this reason, in FIG. 6, each of the magnetized coils C-1 to C-3 shown in FIGS. 7 to 9 is arranged on the first surface M1. FIG. 7 is a diagram showing an example of the magnetized coil C-1 shown in FIG. 6. FIG. 8 is a diagram showing an example of the magnetized coil C-2 shown in FIG. 6. FIG. 9 is a diagram showing an example of the magnetized coil C-3 shown in FIG. 6. The length in the X-axis direction of the magnetized coil C-3 shown in FIG. 9 is the same as the length in the X-axis direction of the magnetized coil C-2 shown in FIG. 8. Meanwhile, the length in the Y-axis direction of the magnetized coil C-3 shown in FIG. 9 is longer than the length in the Y-axis direction of the magnetized coil C-2 shown in FIG. 8. Therefore, the area of the magnetized coil C-3 shown in FIG. 9 is larger than the area of the magnetized coil C-2 shown in FIG. 8. Furthermore, the length in the X-axis direction of the magnetized coil C-2 shown in FIG. 8 is the same as the length in the X-axis direction of the magnetized coil C-1 shown in FIG. 7. Meanwhile, the length in the Y-axis direction of the magnetized coil C-2 shown in FIG. 8 is longer than the length in the Y-axis direction of the magnetized coil C-1 shown in FIG. 7. Therefore, the area of the magnetized coil C-2 shown in FIG. 8 is larger than the area of the magnetized coil C-1 shown in FIG. 7. Therefore, in the example shown in FIG. 6, the coil plane of the magnetized coil C-1 is included in the coil plane of the magnetized coil C-2 in a direction perpendicular to the coil plane. However, in this example, a portion of the conductor wound as magnetizing coil C-1 overlaps a portion of the conductor wound as magnetizing coil C-2. Also, in this example, the coil plane of magnetizing coil C-2 is included in the coil plane of magnetizing coil C-3 in a direction perpendicular to the coil plane. However, in this example, a portion of the conductor wound as magnetizing coil C-2 overlaps a portion of the conductor wound as magnetizing coil C-3. In this way, even in a configuration in which the conductors wound as each of the three magnetizing coils C partially overlap each other, the variable flux magnet module VMM can reduce the degree of variation in the magnetic fields generated by each of the three magnetizing coils C that penetrate the first surface M1 in the positive or negative direction of the Z axis. In other words, the variable flux magnet module VMM can reduce individual variations.

<可変磁束磁石モジュールの構成の変形例1>
以下、図10を参照し、可変磁束磁石モジュールVMMの構成の変形例1について説明する。当該変形例1では、第1面M1に加えて、第1面M1と異なる第2面M2上にも1個以上の磁化コイルCが配置される構成であってもよい。ここで、以下では、説明の便宜上、可変磁束磁石VMが有する領域のうち、Z軸方向において、ある磁化コイルCと重なる領域(すなわち、当該磁化コイルCのコイル面と重なる領域)を、当該磁化コイルCの変磁領域と称して説明する。また、以下では、一例として、第2面M2が、第1面M1と対向する面、すなわち、可変磁束磁石VMが有する面のうちZ軸の負方向側の面である場合について説明する。なお、第2面M2は、可変磁束磁石VMが有する面のうち、第1面M1と、可変磁束磁石VMが有する面のうちZ軸の負方向側の面との2つの面以外の他の面であってもよい。図10は、可変磁束磁石モジュールVMMの構成の変形例1を示す側面図である。
<Variation 1 of the configuration of the variable magnetic flux magnet module>
Below, a first modified example of the configuration of the variable flux magnet module VMM will be described with reference to FIG. 10 . In this first modified example, in addition to the first surface M1, one or more magnetized coils C may be arranged on a second surface M2 different from the first surface M1. Hereinafter, for convenience of explanation, among the regions of the variable flux magnet VM, a region that overlaps with a certain magnetized coil C in the Z-axis direction (i.e., a region that overlaps with the coil surface of the magnetized coil C) will be referred to as the magnetized region of the magnetized coil C. Also, below, as an example, a case will be described in which the second surface M2 is a surface facing the first surface M1, i.e., a surface of the variable flux magnet VM on the negative side of the Z-axis. Note that the second surface M2 may be a surface other than the first surface M1 and the surface of the variable flux magnet VM on the negative side of the Z-axis. FIG. 10 is a side view showing a first modified example of the configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM.

図10に示した可変磁束磁石VMでは、磁化コイルC-1~磁化コイルC-3の3個の磁化コイルCが第1面M1に配置されているとともに、磁化コイルC-4~磁化コイルC-6の3個の磁化コイルCが第2面M2に配置されている。ここで、当該可変磁束磁石VMにおいて、Z軸方向において重なり合う2つの磁化コイルCは、互いに同じ方向に磁界が発生するように電流が流されることにより、これら2つの磁化コイルCの変磁領域の磁力の変化量を、大きくすることができる。なお、当該可変磁束磁石VMにおいて、Z軸方向において重なり合う2つの磁化コイルCは、1本の導体によって構成されてもよく、互いに別々の導体によって構成されてもよい。また、第2面M2への3個の磁化コイルCの配置は、第1面M1に配置される3個の磁化コイルCと同様であってもよく、異なっていてもよい。図10に示した例では、第2面M2への3個の磁化コイルCの配置は、第1面M1に配置される3個の磁化コイルCと同様である。すなわち、当該例では、Z軸方向において、磁化コイルC-1の輪郭と、磁化コイルC-4の輪郭とは、ほぼ完全に重なっている。また、当該例では、Z軸方向において、磁化コイルC-2の輪郭と、磁化コイルC-5の輪郭とは、ほぼ完全に重なっている。また、当該例では、Z軸方向において、磁化コイルC-3の輪郭と、磁化コイルC-6の輪郭とは、ほぼ完全に重なっている。 In the variable magnetic flux magnet VM shown in FIG. 10, three magnetized coils C, magnetized coils C-1 to C-3, are arranged on the first surface M1, and three magnetized coils C, magnetized coils C-4 to C-6, are arranged on the second surface M2. In this variable magnetic flux magnet VM, two magnetized coils C that overlap in the Z-axis direction are passed through with current so that they generate magnetic fields in the same direction, thereby increasing the amount of change in magnetic force in the magnetized regions of these two magnetized coils C. In this variable magnetic flux magnet VM, the two magnetized coils C that overlap in the Z-axis direction may be composed of a single conductor or separate conductors. The arrangement of the three magnetized coils C on the second surface M2 may be the same as or different from the arrangement of the three magnetized coils C on the first surface M1. In the example shown in FIG. 10, the arrangement of the three magnetized coils C on the second surface M2 is the same as the arrangement of the three magnetized coils C on the first surface M1. That is, in this example, the outline of magnetized coil C-1 and the outline of magnetized coil C-4 almost completely overlap in the Z-axis direction. Also, in this example, the outline of magnetized coil C-2 and the outline of magnetized coil C-5 almost completely overlap in the Z-axis direction. Also, in this example, the outline of magnetized coil C-3 and the outline of magnetized coil C-6 almost completely overlap in the Z-axis direction.

なお、第1面M1への3個の磁化コイルCの配置は、図2及び図6のそれぞれに示した配置の組み合わせであってもよい。また、第2面M2への1個以上の磁化コイルCの配置も、図2及び図6のそれぞれに示した配置の組み合わせであってもよい。 The arrangement of the three magnetizing coils C on the first surface M1 may be a combination of the arrangements shown in Figures 2 and 6. Furthermore, the arrangement of one or more magnetizing coils C on the second surface M2 may be a combination of the arrangements shown in Figures 2 and 6.

<可変磁束磁石モジュールの構成の変形例2>
以下、図11を参照し、可変磁束磁石モジュールVMMの構成の変形例2について説明する。当該変形例2では、可変磁束磁石モジュールVMMは、可変磁束磁石VMと、3個の磁化コイルCとに加えて、固定磁石MGを備える。図11は、可変磁束磁石モジュールVMMの構成の変形例2を示す斜視図である。
<Variation 2 of the configuration of the variable magnetic flux magnet module>
Below, a second modified example of the configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM will be described with reference to Fig. 11. In this second modified example, the variable magnetic flux magnet module VMM includes a fixed magnet MG in addition to a variable magnetic flux magnet VM and three magnetized coils C. Fig. 11 is a perspective view showing the second modified example of the configuration of the variable magnetic flux magnet module VMM.

固定磁石MGは、磁界の印加によって磁力がほとんど変化しない永久磁石であれば、如何なる磁石であってもよい。図11に示した例では、固定磁石MGは、平板矩形状の磁石である。なお、固定磁石MGの形状は、平板矩形状に代えて、他の形状であってもよい。 The fixed magnet MG can be any permanent magnet whose magnetic force changes little when a magnetic field is applied. In the example shown in Figure 11, the fixed magnet MG is a flat, rectangular magnet. However, the shape of the fixed magnet MG may be other shapes instead of a flat, rectangular shape.

固定磁石MGは、可変磁束磁石VMと3個の磁化コイルCとが積層される方向において、可変磁束磁石VMを挟んで3個の磁化コイルCと反対側に配置される。図11に示した例では、固定磁石MGは、Z軸方向において、3個の磁化コイルCの少なくとも一部と重なるように、可変磁束磁石VMを挟んで3個の磁化コイルCと反対側に配置される。例えば、固定磁石MGは、図11に示したように、可変磁束磁石VMの第2面M2上に配置される。図11に示した例では、固定磁石MGは、可変磁束磁石VMと接触している。なお、固定磁石MGは、可変磁束磁石VMと離間していてもよい。また、この場合、固定磁石MGが有する面のうち、可変磁束磁石VM側の面は、可変磁束磁石VMの第2面M2と平行であってもよく、可変磁束磁石VMの第2面M2と非平行であってもよい。 The fixed magnet MG is arranged on the opposite side of the variable flux magnet VM from the three magnetized coils C in the direction in which the variable flux magnet VM and the three magnetized coils C are stacked. In the example shown in FIG. 11 , the fixed magnet MG is arranged on the opposite side of the variable flux magnet VM from the three magnetized coils C in the Z-axis direction so as to overlap with at least a portion of the three magnetized coils C. For example, as shown in FIG. 11 , the fixed magnet MG is arranged on the second surface M2 of the variable flux magnet VM. In the example shown in FIG. 11 , the fixed magnet MG is in contact with the variable flux magnet VM. Note that the fixed magnet MG may also be spaced apart from the variable flux magnet VM. In this case, the surface of the fixed magnet MG facing the variable flux magnet VM may be parallel to the second surface M2 of the variable flux magnet VM or may be non-parallel to the second surface M2 of the variable flux magnet VM.

このように、可変磁束磁石モジュールVMMが固定磁石MGを備えることにより、可変磁束磁石モジュールVMMは、可変磁束磁石VMの磁力と固定磁石MGの磁力とを合わせた磁力を、可変磁束磁石モジュールの磁力とすることができる。その結果、可変磁束磁石モジュールVMMは、可変磁束磁石VMの磁力を変化させることが可能な範囲(磁力の大きさについての範囲)を、固定磁石MGによって調整することができる。 In this way, by including a fixed magnet MG in the variable flux magnet module VMM, the variable flux magnet module VMM can use the combined magnetic force of the variable flux magnet VM and the magnetic force of the fixed magnet MG as the magnetic force of the variable flux magnet module. As a result, the variable flux magnet module VMM can use the fixed magnet MG to adjust the range over which the magnetic force of the variable flux magnet VM can be changed (the range of magnetic force magnitude).

<可変磁束磁石モジュールの構成の変形例3>
以下、可変磁束磁石モジュールVMMの構成の変形例3について説明する。当該変形例3では、可変磁束磁石モジュールVMMは、可変磁束磁石VMと、3個の磁化コイルCとに加えて、磁性体MBを備える。
<Variation 3 of the configuration of the variable magnetic flux magnet module>
The following describes a third modification of the configuration of the variable flux magnet module VMM. In this third modification, the variable flux magnet module VMM includes a magnetic body MB in addition to the variable flux magnet VM and three magnetized coils C.

磁性体MBは、本実施形態において、磁化されていない磁性体であり、例えば、フェライト等である。すなわち、本実施形態では、磁化されていない磁性体と、固定磁石MGのような磁化された磁性体とを区別する。磁性体MBは、可変磁束磁石VMの表面の少なくとも一部を覆う磁性体である。以下では、一例として、磁性体MBが、第1面M1に配置された3個の磁化コイルCとともに可変磁束磁石VMを収容する凹部CCを有する直方体形状の磁性体である場合について説明する。なお、磁性体MBは、複数の磁性体片により構成されてもよく、単一の磁性体片により構成されてもよい。図12は、第1面M1に配置された3個の磁化コイルCとともに可変磁束磁石VMが磁性体MBの凹部CCに収容されている様子の一例を示す図である。図13は、図12に示した磁性体MBの凹部CCから可変磁束磁石VMが取り出されている様子の一例を示す図である。ただし、図12及び図13では、凹部CCに収容される可変磁束磁石VMの一例として、図6に示した可変磁束磁石VMが示されている。 In this embodiment, the magnetic body MB is an unmagnetized magnetic body, such as ferrite. That is, in this embodiment, a distinction is made between an unmagnetized magnetic body and a magnetized magnetic body such as the fixed magnet MG. The magnetic body MB covers at least a portion of the surface of the variable flux magnet VM. The following describes, as an example, a rectangular parallelepiped magnetic body having a recess CC that houses the variable flux magnet VM along with three magnetized coils C arranged on the first surface M1. Note that the magnetic body MB may be composed of multiple magnetic body pieces or a single magnetic body piece. Figure 12 is a diagram showing an example of the variable flux magnet VM housed in the recess CC of the magnetic body MB along with three magnetized coils C arranged on the first surface M1. Figure 13 is a diagram showing an example of the variable flux magnet VM being removed from the recess CC of the magnetic body MB shown in Figure 12. However, in Figures 12 and 13, the variable flux magnet VM shown in Figure 6 is shown as an example of the variable flux magnet VM housed in the recess CC.

図12に示したように、可変磁束磁石VMが磁性体MBによって覆われている場合、第1面M1に配置された磁化コイルCとして巻回されている導体の内部には、磁束がほぼ(又は全く)通らないようになる。その結果、可変磁束磁石モジュールVMMは、第1面M1に配置された磁化コイルCとして巻回されている導体の内部における渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、当該場合、可変磁束磁石モジュールVMMは、渦電流損失を低減することができる。 As shown in FIG. 12, when the variable magnetic flux magnet VM is covered by the magnetic body MB, almost no (or no) magnetic flux passes through the inside of the conductor wound as the magnetized coil C arranged on the first surface M1. As a result, the variable magnetic flux magnet module VMM can suppress the generation of eddy currents inside the conductor wound as the magnetized coil C arranged on the first surface M1. In other words, in this case, the variable magnetic flux magnet module VMM can reduce eddy current loss.

なお、可変磁束磁石モジュールVMMが固定磁石MGを更に備える場合、可変磁束磁石VMは、固定磁石MGとともに磁性体MBの凹部CCに収容される構成であってもよく、固定磁石MGと別々に磁性体MBに収容される構成であってもよい。可変磁束磁石VMが固定磁石MGと別々に磁性体MBに収容される場合、磁性体MBは、可変磁束磁石VMを収容する凹部CCと、固定磁石MGを収容する凹部を有する。 Note that if the variable flux magnet module VMM further includes a fixed magnet MG, the variable flux magnet VM may be configured to be housed in the recess CC of the magnetic body MB together with the fixed magnet MG, or may be configured to be housed in the magnetic body MB separately from the fixed magnet MG. If the variable flux magnet VM is housed in the magnetic body MB separately from the fixed magnet MG, the magnetic body MB has a recess CC that houses the variable flux magnet VM and a recess that houses the fixed magnet MG.

<制御装置が可変磁束磁石モジュールを制御する処理>
以下、図14を参照し、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理について説明する。図14は、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の流れの一例を示す図である。なお、可変磁束磁石モジュールVMMは、以下において説明する制御装置20の処理のうちの少なくとも一部を実行する制御部を備える構成であってもよい。また、可変磁束磁石モジュールVMMは、制御装置20と一体に構成されてもよい。この場合、制御装置20は、可変磁束磁石モジュールVMMの制御部として機能する。また、本実施形態では、回転電機10を回転させるためのPWM制御を制御装置20が行う処理については、説明を省略する。以下では、一例として、図14に示したステップS110の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、制御装置20が回転電機10を回転させ始めている場合について説明する。また、以下では、一例として、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの磁力の初期値を示す情報が磁力情報として制御装置20の図示しない記憶部に記憶されている場合について説明する。制御装置20は、例えば、図14に示したフローチャートの処理を、回転電機10の回転を停止させるまで繰り返し行う。
<Process by which the control device controls the variable flux magnet module>
The process by which the control device 20 controls the variable flux magnet module VMM will be described below with reference to FIG. 14 . FIG. 14 is a diagram showing an example of the flow of the process by which the control device 20 controls the variable flux magnet module VMM. The variable flux magnet module VMM may be configured to include a control unit that executes at least some of the processes of the control device 20 described below. The variable flux magnet module VMM may also be configured integrally with the control device 20. In this case, the control device 20 functions as a control unit for the variable flux magnet module VMM. In this embodiment, the process by which the control device 20 performs PWM control to rotate the rotating electric machine 10 will not be described. The following describes, as an example, a case in which the control device 20 starts rotating the rotating electric machine 10 at a timing before the process of step S110 shown in FIG. 14 is performed. The following describes, as an example, a case in which information indicating the initial value of the magnetic force of the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM is stored as magnetic force information in a storage unit (not shown) of the control device 20. The control device 20 repeatedly performs the process of the flowchart shown in FIG. 14, for example, until the rotation of the rotating electrical machine 10 is stopped.

制御装置20は、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS110)。ここで、ステップS110において、制御装置20は、例えば、回転電機10が備える図示しないホールセンサから、所定のサンプリング周期で出力信号を取得する。当該出力信号を取得した場合、制御装置20は、取得した出力信号に基づいて、回転電機10の回転数を特定する。当該出力信号に基づく当該回転数の特定方法は、既知の方法であってもよく、これから開発される方法であってもよい。 The control device 20 determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than a predetermined threshold (step S110). Here, in step S110, the control device 20 acquires an output signal at a predetermined sampling period, for example, from a Hall sensor (not shown) provided in the rotating electric machine 10. If the output signal is acquired, the control device 20 determines the rotation speed of the rotating electric machine 10 based on the acquired output signal. The method for determining the rotation speed based on the output signal may be a known method or a method to be developed in the future.

制御装置20は、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であると判定した場合(ステップS110-YES)、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報に基づいて、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの現在の磁力を特定し、特定した磁力が第2磁力であるか否かを判定する(ステップS120)。 If the control device 20 determines that the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than a predetermined threshold (step S110-YES), it identifies the current magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM of the variable magnetic flux magnet module VMM based on the magnetic force information stored in the memory unit of the control device 20, and determines whether the identified magnetic force is the second magnetic force (step S120).

制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第2磁力であると判定した場合(ステップS120-YES)、ステップS110に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 If the control device 20 determines that the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM is the second magnetic force (step S120 - YES), it transitions to step S110 and again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold.

一方、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第2磁力ではないと判定した場合(ステップS120-NO)、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの減磁を行う(ステップS130)。この際、制御装置20は、3個の磁化コイルCそれぞれの変磁領域をZ軸の負方向に向かって磁束が貫くように、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す。これにより、制御装置20は、ステップS130において、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの減磁を行う。なお、ステップS130において制御装置20が3個の磁化コイルCのそれぞれに流す電流の大きさは、例えば、可変磁束磁石VMの正味の磁力が第2磁力となるように、事前のシミュレーション、電磁気学の理論計算、実験によるトライアンドエラーの繰り返し等によって決められるが、他の方法により決められてもよい。ステップS130の処理が行われた後、制御装置20は、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報を、第2磁力を示す磁力情報に更新する。そして、制御装置20は、ステップS110に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 On the other hand, if the control device 20 determines that the magnetic force of the variable flux magnet VM is not the second magnetic force (step S120-NO), it demagnetizes the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM (step S130). At this time, the control device 20 passes current through each of the three magnetized coils C so that the magnetic flux passes through the magnetized region of each of the three magnetized coils C in the negative direction of the Z axis. As a result, the control device 20 demagnetizes the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM in step S130. Note that the magnitude of the current passed by the control device 20 to each of the three magnetized coils C in step S130 is determined, for example, by prior simulation, theoretical calculations in electromagnetics, repeated trial and error experiments, etc., so that the net magnetic force of the variable flux magnet VM becomes the second magnetic force, but it may also be determined by other methods. After the processing of step S130 is performed, the control device 20 updates the magnetic force information stored in the memory unit of the control device 20 to magnetic force information indicating the second magnetic force. The control device 20 then transitions to step S110, where it again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold value.

一方、制御装置20は、回転電機10の回転数が所定の閾値未満であると判定した場合(ステップS110-NO)、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報に基づいて、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの現在の磁力を特定し、特定した磁力が第1磁力であるか否かを判定する(ステップS140)。 On the other hand, if the control device 20 determines that the rotation speed of the rotating electric machine 10 is less than the predetermined threshold value (step S110-NO), it identifies the current magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM of the variable magnetic flux magnet module VMM based on the magnetic force information stored in the memory unit of the control device 20, and determines whether the identified magnetic force is the first magnetic force (step S140).

制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第1磁力であると判定した場合(ステップS140-YES)、ステップS110に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 If the control device 20 determines that the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM is the first magnetic force (step S140 - YES), it transitions to step S110 and again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold.

一方、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第1磁力ではないと判定した場合(ステップS140-NO)、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの増磁を行う(ステップS150)。この際、制御装置20は、3個の磁化コイルCそれぞれの変磁領域をZ軸の正方向に向かって磁束が貫くように、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す。これにより、制御装置20は、ステップS150において、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの増磁を行う。なお、ステップS150において制御装置20が3個の磁化コイルCのそれぞれに流す電流の大きさは、例えば、可変磁束磁石VMの正味の磁力が第1磁力となるように、事前のシミュレーション、電磁気学の理論計算、実験によるトライアンドエラーの繰り返し等によって決められるが、他の方法により決められてもよい。ステップS150の処理が行われた後、制御装置20は、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報を、第1磁力を示す磁力情報に更新する。そして、制御装置20は、ステップS110に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 On the other hand, if the control device 20 determines that the magnetic force of the variable flux magnet VM is not the first magnetic force (step S140-NO), it magnetizes the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM (step S150). At this time, the control device 20 passes current through each of the three magnetized coils C so that the magnetic flux passes through the magnetized region of each of the three magnetized coils C in the positive direction of the Z axis. As a result, the control device 20 magnetizes the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM in step S150. Note that the magnitude of the current passed by the control device 20 to each of the three magnetized coils C in step S150 is determined, for example, by prior simulation, theoretical calculations in electromagnetics, repeated trial and error experiments, etc., so that the net magnetic force of the variable flux magnet VM becomes the first magnetic force, but it may also be determined by other methods. After the processing of step S150 is performed, the control device 20 updates the magnetic force information stored in the memory unit of the control device 20 to magnetic force information indicating the first magnetic force. The control device 20 then transitions to step S110, where it again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold value.

以上のように、制御装置20は、回転電機10の回転数に応じて、可変磁束磁石モジュールVMMが備える3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流し、可変磁束磁石VMの変磁を行う。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力を所望の磁力に変化させることができる。その結果、制御装置20は、精度の高い回転電機10の弱め界磁を実現し、回転電機10の効率を向上させることができる。 As described above, the control device 20 passes current through each of the three magnetization coils C provided in the variable magnetic flux magnet module VMM in accordance with the rotation speed of the rotating electric machine 10, thereby changing the magnetization of the variable magnetic flux magnet VM. This allows the control device 20 to change the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM to the desired magnetic force. As a result, the control device 20 can achieve highly accurate field weakening of the rotating electric machine 10, improving the efficiency of the rotating electric machine 10.

なお、制御装置20は、ステップS110において、例えば、回転電機10の回転数と、ある閾値A1と、閾値A1よりも小さな閾値A2との2つの閾値のそれぞれとの比較を行う構成であってもよい。この場合、制御装置20は、例えば、当該回転数が閾値A1以上であると判定した場合、ステップS120に遷移し、当該回転数が閾値A2未満であると判定した場合、ステップS140に遷移する。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石モジュールVMMの制御として、ヒステリシスを考慮に入れた制御を行うことができる。 In step S110, the control device 20 may be configured to compare the rotation speed of the rotating electric machine 10 with two thresholds, a certain threshold A1 and a threshold A2 that is smaller than threshold A1. In this case, if the control device 20 determines that the rotation speed is equal to or greater than threshold A1, it transitions to step S120, and if it determines that the rotation speed is less than threshold A2, it transitions to step S140. This allows the control device 20 to control the variable flux magnet module VMM while taking hysteresis into account.

<制御装置が可変磁束磁石モジュールを制御する処理の変形例1>
以下、図15を参照し、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の変形例1について説明する。当該変形例1では、制御装置20は、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す。この際、制御装置20は、例えば、コイル面の面積が小さい順に、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石VMの変磁において磁化コイルCに流す電流の最大値を小さくすることができる。その結果、制御装置20は、制御装置20に接続される電源の大きさを小さくすることができる。なお、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す順は、他の順であってもよい。図15は、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の流れの変形例1を示す図である。なお、可変磁束磁石モジュールVMMは、以下において説明する制御装置20の処理のうちの少なくとも一部を実行する制御部を備える構成であってもよい。また、可変磁束磁石モジュールVMMは、制御装置20と一体に構成されてもよい。この場合、制御装置20は、可変磁束磁石モジュールVMMの制御部として機能する。以下では、一例として、図15に示したステップS210の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、制御装置20が回転電機10を回転させ始めている場合について説明する。また、以下では、一例として、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの磁力の初期値を示す情報が磁力情報として制御装置20の図示しない記憶部に記憶されている場合について説明する。制御装置20は、例えば、図15に示したフローチャートの処理を、回転電機10の回転を停止させるまで繰り返し行う。
<Modification 1 of the process in which the control device controls the variable magnetic flux magnet module>
Below, with reference to FIG. 15 , a first variation of the process in which the control device 20 controls the variable flux magnet module VMM will be described. In this first variation, the control device 20 passes current through each of the three magnetized coils C so that the times at which current flows through each of the three magnetized coils C do not overlap. At this time, the control device 20 passes current through each of the three magnetized coils C, for example, in ascending order of coil surface area. This allows the control device 20 to reduce the maximum value of current passed through the magnetized coils C when magnetizing the variable flux magnet VM. As a result, the control device 20 can reduce the size of the power supply connected to the control device 20. Note that the order in which current is passed through each of the three magnetized coils C may be different. FIG. 15 is a diagram showing a first variation of the process flow in which the control device 20 controls the variable flux magnet module VMM. Note that the variable flux magnet module VMM may be configured to include a control unit that executes at least some of the processes of the control device 20 described below. Furthermore, the variable flux magnet module VMM may be configured integrally with the control device 20. In this case, the control device 20 functions as a control unit of the variable flux magnet module VMM. Below, as an example, a case will be described in which the control device 20 starts rotating the rotating electric machine 10 at a timing before the processing of step S210 shown in Fig. 15 is performed. Also, below, as an example, a case will be described in which information indicating the initial value of the magnetic force of the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM is stored as magnetic force information in a storage unit (not shown) of the control device 20. For example, the control device 20 repeatedly performs the processing of the flowchart shown in Fig. 15 until the rotation of the rotating electric machine 10 is stopped.

制御装置20は、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS210)。ここで、ステップS210の処理については、図14に示したステップS110の処理と同様の処理であるため、詳細な説明を省略する。 The control device 20 determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than a predetermined threshold (step S210). The processing of step S210 is the same as the processing of step S110 shown in FIG. 14, and therefore a detailed description thereof will be omitted.

制御装置20は、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であると判定した場合(ステップS210-YES)、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報に基づいて、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの現在の磁力を特定し、特定した磁力が第2磁力であるか否かを判定する(ステップS220)。 If the control device 20 determines that the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than a predetermined threshold (step S210 - YES), it identifies the current magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM of the variable magnetic flux magnet module VMM based on the magnetic force information stored in the memory unit of the control device 20, and determines whether the identified magnetic force is the second magnetic force (step S220).

制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第2磁力であると判定した場合(ステップS220-YES)、ステップS210に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 If the control device 20 determines that the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM is the second magnetic force (step S220 - YES), it transitions to step S210 and again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold.

一方、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第2磁力ではないと判定した場合(ステップS220-NO)、可変磁束磁石モジュールVMMが備える3個の磁化コイルCのそれぞれを、コイル面の面積が小さい順に1個ずつ対象コイルとして選択し、選択した対象コイル毎に、ステップS240の処理を繰り返し行う(ステップS230)。なお、3個の磁化コイルCのそれぞれを1個ずつ対象コイルとして選択する順は、ランダムであってもよく、他の予め決められた順であってもよい。他の予め決められた順は、如何なる順であってもよい。 On the other hand, if the control device 20 determines that the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM is not the second magnetic force (step S220-NO), it selects each of the three magnetized coils C provided in the variable magnetic flux magnet module VMM as a target coil one by one in order of smallest coil surface area, and repeats the process of step S240 for each selected target coil (step S230). Note that the order in which each of the three magnetized coils C is selected as a target coil one by one may be random or may be another predetermined order. The other predetermined order may be any order.

ステップS230において対象コイルが選択された後、制御装置20は、選択した対象コイルに電流を流し、対象コイルの変磁領域の減磁を行う(ステップS240)。この際、制御装置20は、対象コイルの変磁領域をZ軸の負方向に向かって磁束が貫くように、対象コイルに電流を流す。これにより、制御装置20は、ステップS240において、対象コイルの変磁領域の減磁を行う。なお、ステップS240において制御装置20が対象コイルに流す電流の大きさは、例えば、3個の磁化コイルCのそれぞれの変磁領域の全ての減磁が完了した場合において可変磁束磁石VMの正味の磁力が第2磁力となるように、事前のシミュレーション、電磁気学の理論計算、実験によるトライアンドエラーの繰り返し等によって決められるが、他の方法により決められてもよい。ステップS240の処理が行われた後、制御装置20は、ステップS230に遷移し、次の対象コイルを選択する。なお、制御装置20は、ステップS230において次に対象コイルとして選択可能な未選択の磁化コイルCが存在しない場合、ステップS230~ステップS240の繰り返し処理を終了する。その後、制御装置20は、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報を、第2磁力を示す磁力情報に更新する。そして、制御装置20は、ステップS210に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 After the target coil is selected in step S230, the control device 20 passes a current through the selected target coil to demagnetize the target coil's magnetically variable region (step S240). The control device 20 passes a current through the target coil so that the magnetic flux passes through the target coil's magnetically variable region in the negative direction of the Z axis. This causes the control device 20 to demagnetize the target coil's magnetically variable region in step S240. The magnitude of the current passed through the target coil by the control device 20 in step S240 is determined, for example, through prior simulation, theoretical calculations in electromagnetics, or repeated trial-and-error experiments so that the net magnetic force of the variable flux magnet VM becomes the second magnetic force when all the magnetically variable regions of the three magnetized coils C have been demagnetized. However, it may also be determined by other methods. After processing in step S240, the control device 20 transitions to step S230 and selects the next target coil. If there is no unselected magnetized coil C that can be selected as the next target coil in step S230, the control device 20 ends the repeated processing of steps S230 to S240. Thereafter, the control device 20 updates the magnetic force information stored in the storage unit of the control device 20 to magnetic force information indicating the second magnetic force. The control device 20 then transitions to step S210, where it again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold.

このように、ステップS230~ステップS240の繰り返し処理により、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力を第1磁力から第2磁力まで減少させる。この際、制御装置20は、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石VMの変磁において磁化コイルCに流す電流の最大値を小さくすることができる。これは、図16を見ることにより明確に理解することができる。図16は、ステップS230~ステップS240の繰り返し処理によって制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMに流す電流の大きさの時間的な変化の一例を示すタイミングチャートである。図16に示したグラフの縦軸は、電流の大きさを示す。当該グラフの横軸は、経過時間を示す。例えば、図16に示したステップS230~ステップS240の繰り返し処理では、制御装置20が個々の対象コイルに電流を流す時間は、例えば、100マイクロ秒である。すなわち、当該グラフ上の各パルスの幅が、100マイクロ秒である。つまり、当該グラフの実線の各パルスが、3個の磁化コイルCのうちのいずれか1個の磁化コイルCに流す電流の大きさを示している。この場合、制御装置20は、300マイクロ秒の間に、3個の磁化コイルCの全てに電流を流し終え、可変磁束磁石VMの減磁を完了する。この際、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、3個の磁化コイルCのそれぞれに制御装置20が電流を流すため、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMに流す電流の最大値は、図16に示した例では、当該グラフ上に示したI1によって示される大きさである。一方、例えば、図14に示したステップS130では、制御装置20は、時刻T1~時刻T2の期間において、3個の磁化コイルCの全てに電流を流す。このため、ステップS130では、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMに流す電流の最大値は、点線のパルスの高さによって示され、当該グラフ上に示したI2によって示される大きさとなる。なお、I2は、I1のほぼ3倍である。すなわち、図15に示したフローチャートの処理を制御装置20が行う場合、制御装置20は、可変磁束磁石VMの変磁において磁化コイルCに流す電流の最大値を小さくすることができる。その結果、回転電機制御システム1では、制御装置20に接続される電源を小型化することができる。 In this way, by repeating steps S230 to S240, the control device 20 reduces the magnetic force of the variable flux magnet VM from the first magnetic force to the second magnetic force. In this process, the control device 20 passes current through each of the three magnetized coils C so that the time during which current flows through each of the three magnetized coils C does not overlap. This allows the control device 20 to reduce the maximum value of the current passed through the magnetized coils C during the magnetization of the variable flux magnet VM. This can be clearly understood by looking at Figure 16. Figure 16 is a timing chart showing an example of the temporal change in the magnitude of the current passed by the control device 20 to the variable flux magnet module VMM by repeating steps S230 to S240. The vertical axis of the graph shown in Figure 16 represents the magnitude of the current. The horizontal axis of the graph represents the elapsed time. For example, in the repeated process of steps S230 to S240 shown in Figure 16, the time during which the control device 20 passes current through each target coil is, for example, 100 microseconds. That is, the width of each pulse on the graph is 100 microseconds. That is, each solid-line pulse on the graph indicates the magnitude of the current flowing through one of the three magnetized coils C. In this case, the control device 20 completes the flow of current through all three magnetized coils C within 300 microseconds, completing the demagnetization of the variable flux magnet VM. At this time, the control device 20 flows current through each of the three magnetized coils C so that the times at which current flows through each of the three magnetized coils C do not overlap. Therefore, in the example shown in FIG. 16, the maximum value of the current that the control device 20 flows through the variable flux magnet module VMM is the magnitude indicated by I1 on the graph. Meanwhile, for example, in step S130 shown in FIG. 14, the control device 20 flows current through all three magnetized coils C during the period from time T1 to time T2. Therefore, in step S130, the maximum value of the current that the control device 20 passes through the variable flux magnet module VMM is indicated by the height of the dotted pulse, and is the magnitude indicated by I2 on the graph. Note that I2 is approximately three times I1. In other words, when the control device 20 performs the processing of the flowchart shown in FIG. 15, the control device 20 can reduce the maximum value of the current that passes through the magnetized coil C when changing the magnetization of the variable flux magnet VM. As a result, in the rotating electric machine control system 1, the power supply connected to the control device 20 can be made smaller.

一方、制御装置20は、回転電機10の回転数が所定の閾値未満であると判定した場合(ステップS210-NO)、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報に基づいて、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの現在の磁力を特定し、特定した磁力が第1磁力であるか否かを判定する(ステップS250)。 On the other hand, if the control device 20 determines that the rotation speed of the rotating electric machine 10 is less than the predetermined threshold value (step S210-NO), it identifies the current magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM of the variable magnetic flux magnet module VMM based on the magnetic force information stored in the memory unit of the control device 20, and determines whether the identified magnetic force is the first magnetic force (step S250).

制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第1磁力であると判定した場合(ステップS250-YES)、ステップS210に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 If the control device 20 determines that the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM is the first magnetic force (step S250 - YES), it transitions to step S210 and again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold.

一方、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力が第1磁力ではないと判定した場合(ステップS250-NO)、可変磁束磁石モジュールVMMが備える3個の磁化コイルCのそれぞれを、コイル面の面積が小さい順に1個ずつ対象コイルとして選択し、選択した対象コイル毎に、ステップS270の処理を繰り返し行う(ステップS260)。なお、3個の磁化コイルCのそれぞれを1個ずつ対象コイルとして選択する順は、ランダムであってもよく、他の予め決められた順であってもよい。当該他の予め決められた順は、如何なる順であってもよい。 On the other hand, if the control device 20 determines that the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM is not the first magnetic force (step S250-NO), it selects each of the three magnetized coils C provided in the variable magnetic flux magnet module VMM as a target coil one by one in order of smallest coil surface area, and repeats the process of step S270 for each selected target coil (step S260). Note that the order in which each of the three magnetized coils C is selected as a target coil one by one may be random or may be another predetermined order. The other predetermined order may be any order.

ステップS260において対象コイルが選択された後、制御装置20は、選択した対象コイルに電流を流し、対象コイルの変磁領域の増磁を行う(ステップS270)。この際、制御装置20は、対象コイルの変磁領域をZ軸の正方向に向かって磁束が貫くように、対象コイルに電流を流す。これにより、制御装置20は、ステップS270において、対象コイルの変磁領域の増磁を行う。なお、ステップS270において制御装置20が対象コイルに流す電流の大きさは、例えば、3個の磁化コイルCのそれぞれの変磁領域の全ての増磁が完了した場合において可変磁束磁石VMの正味の磁力が第1磁力となるように、事前のシミュレーション、電磁気学の理論計算、実験によるトライアンドエラーの繰り返し等によって決められるが、他の方法により決められてもよい。ステップS270の処理が行われた後、制御装置20は、ステップS260に遷移し、次の対象コイルを選択する。なお、制御装置20は、ステップS260において次に対象コイルとして選択可能な未選択の磁化コイルCが存在しない場合、ステップS260~ステップS270の繰り返し処理を終了する。その後、制御装置20は、制御装置20の記憶部に記憶された磁力情報を、第1磁力を示す磁力情報に更新する。そして、制御装置20は、ステップS210に遷移し、回転電機10の回転数が所定の閾値以上であるか否かを再び判定する。 After the target coil is selected in step S260, the control device 20 passes a current through the selected target coil to magnetize the magnetization region of the target coil (step S270). In this case, the control device 20 passes a current through the target coil so that magnetic flux passes through the magnetization region of the target coil in the positive direction of the Z axis. As a result, the control device 20 magnetizes the magnetization region of the target coil in step S270. Note that the magnitude of the current passed through the target coil by the control device 20 in step S270 is determined, for example, through prior simulation, theoretical calculations in electromagnetics, repeated trial and error experiments, etc., so that the net magnetic force of the variable flux magnet VM becomes the first magnetic force when the magnetization of all the magnetization regions of each of the three magnetized coils C is complete. However, it may be determined by other methods. After processing in step S270, the control device 20 transitions to step S260 and selects the next target coil. If there is no unselected magnetized coil C that can be selected as the next target coil in step S260, the control device 20 ends the repeated processing of steps S260 to S270. Thereafter, the control device 20 updates the magnetic force information stored in the storage unit of the control device 20 to magnetic force information indicating the first magnetic force. The control device 20 then transitions to step S210, where it again determines whether the rotation speed of the rotating electric machine 10 is equal to or greater than the predetermined threshold.

このように、ステップS260~ステップS270の繰り返し処理により、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力を第2磁力から第1磁力まで増加させる。この際、制御装置20は、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石VMの変磁において磁化コイルCに流す電流の最大値を小さくすることができる。その結果、回転電機制御システム1では、制御装置20に接続される電源を小型化することができる。 In this way, by repeating steps S260 to S270, the control device 20 increases the magnetic force of the variable flux magnet VM from the second magnetic force to the first magnetic force. At this time, the control device 20 passes current through each of the three magnetized coils C so that the times at which current flows through each of the three magnetized coils C do not overlap. This allows the control device 20 to reduce the maximum value of the current passed through the magnetized coils C when changing the magnetization of the variable flux magnet VM. As a result, the rotating electric machine control system 1 allows the power supply connected to the control device 20 to be made smaller.

以上のように、制御装置20は、回転電機10の回転数に応じて、可変磁束磁石モジュールVMMが備える1個以上の磁化コイルCのそれぞれに電流を流し、可変磁束磁石VMの変磁を行う。この際、制御装置20は、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、3個の磁化コイルCのそれぞれに電流を流す。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力を所望の磁力に変化させることができるとともに、制御装置20に接続される電源を小型化することができる。 As described above, the control device 20 passes current through each of the one or more magnetization coils C provided in the variable flux magnet module VMM in accordance with the rotation speed of the rotating electric machine 10, thereby changing the magnetization of the variable flux magnet VM. In this case, the control device 20 passes current through each of the three magnetization coils C so that the times at which current flows through each of the three magnetization coils C do not overlap. This allows the control device 20 to change the magnetic force of the variable flux magnet VM to the desired magnetic force, while also enabling the power supply connected to the control device 20 to be made smaller.

<制御装置が可変磁束磁石モジュールを制御する処理の変形例2>
以下、図17を参照し、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の変形例2について説明する。当該変形例2では、制御装置20は、回転電機10の回転数に応じて、可変磁束磁石VMの磁力を互いに大きさの異なる3以上の磁力のいずれかに変化させる。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石の磁力を、より細かく調整することができる。この場合、制御装置20の記憶部には、例えば、3以上の回転数範囲情報毎に、回転数範囲情報と、可変磁束磁石VMの磁力を示す磁力情報とが対応付けられた第1対応情報が記憶されている。ここで、回転数範囲情報は、回転電機10の回転数の範囲を示す情報のことである。また、この場合、制御装置20の記憶部には、例えば、3以上の磁力情報毎に、磁力情報と、第1識別情報と、第2識別情報とが対応付けられた第2対応情報が記憶されている。第1識別情報は、Z軸の負方向に向かって変磁領域を貫く磁界が発生するように電流を流す対象となる1個以上の磁化コイルCのそれぞれを識別する識別情報を含む情報のことである。第2識別情報は、Z軸の正方向に向かって変磁領域を貫く磁界が発生するように電流を流す対象となる1個以上の磁化コイルCのそれぞれを識別する識別情報を含む情報のことである。
<Modification 2 of the process in which the control device controls the variable magnetic flux magnet module>
Hereinafter, with reference to FIG. 17 , a second variation of the process in which the control device 20 controls the variable flux magnet module VMM will be described. In this second variation, the control device 20 changes the magnetic force of the variable flux magnet VM to one of three or more magnetic forces of different magnitudes depending on the rotation speed of the rotating electric machine 10. This allows the control device 20 to more finely adjust the magnetic force of the variable flux magnet. In this case, the storage unit of the control device 20 stores, for example, first correspondence information in which rotation speed range information is associated with magnetic force information indicating the magnetic force of the variable flux magnet VM for each of three or more pieces of rotation speed range information. Here, the rotation speed range information refers to information indicating the range of the rotation speed of the rotating electric machine 10. In this case, the storage unit of the control device 20 also stores, for example, second correspondence information in which magnetic force information is associated with first identification information and second identification information for each of three or more pieces of magnetic force information. The first identification information is information including identification information for identifying each of one or more magnetized coils C through which a current is passed so as to generate a magnetic field that penetrates the magnetization region in the negative direction of the Z axis. The second identification information is information including identification information for identifying each of one or more magnetized coils C through which a current is passed so as to generate a magnetic field that penetrates the magnetization region in the positive direction of the Z axis.

図17は、制御装置20が可変磁束磁石モジュールVMMを制御する処理の流れの変形例2を示す図である。なお、可変磁束磁石モジュールVMMは、以下において説明する制御装置20の処理のうちの少なくとも一部を実行する制御部を備える構成であってもよい。また、可変磁束磁石モジュールVMMは、制御装置20と一体に構成されてもよい。この場合、制御装置20は、可変磁束磁石モジュールVMMの制御部として機能する。以下では、一例として、図17に示したステップS310の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、制御装置20が回転電機10を回転させ始めている場合について説明する。また、以下では、一例として、可変磁束磁石モジュールVMMの可変磁束磁石VMの磁力の初期値を示す情報が磁力情報として制御装置20の図示しない記憶部に記憶されている場合について説明する。制御装置20は、例えば、図17に示したフローチャートの処理を、回転電機10の回転を停止させるまで繰り返し行う。 Figure 17 shows a second variation of the process flow in which the control device 20 controls the variable flux magnet module VMM. The variable flux magnet module VMM may be configured to include a control unit that executes at least some of the processes of the control device 20 described below. The variable flux magnet module VMM may also be configured integrally with the control device 20. In this case, the control device 20 functions as the control unit for the variable flux magnet module VMM. Below, as an example, a case will be described in which the control device 20 starts rotating the rotating electric machine 10 at a timing before the process of step S310 shown in Figure 17 is performed. Below, as an example, a case will be described in which information indicating the initial value of the magnetic force of the variable flux magnet VM of the variable flux magnet module VMM is stored as magnetic force information in a memory unit (not shown) of the control device 20. The control device 20, for example, repeatedly performs the process of the flowchart shown in Figure 17 until the rotation of the rotating electric machine 10 is stopped.

制御装置20は、例えば、回転電機10が備える図示しないホールセンサから、所定のサンプリング周期で出力信号を取得し、取得した出力信号に基づいて、回転電機10の回転数を特定する(ステップS310)。当該出力信号に基づく当該回転数の特定方法は、既知の方法であってもよく、これから開発される方法であってもよい。 The control device 20 acquires an output signal at a predetermined sampling period from, for example, a Hall sensor (not shown) provided in the rotating electric machine 10, and determines the rotation speed of the rotating electric machine 10 based on the acquired output signal (step S310). The method for determining the rotation speed based on the output signal may be a known method or a method to be developed in the future.

次に、制御装置20は、制御装置20の記憶部に記憶された第1対応情報に含まれる複数の回転数範囲情報のうち、ステップS310において特定した回転数を含む範囲を示す回転数範囲情報を特定する。そして、制御装置20は、特定した回転数範囲情報に対応付けられた磁力情報が示す磁力を、可変磁束磁石VMの磁力を変化させる目標となる目標磁力として特定する(ステップS320)。 Next, the control device 20 identifies rotation speed range information indicating a range including the rotation speed identified in step S310 from among the multiple rotation speed range information included in the first correspondence information stored in the memory unit of the control device 20. Then, the control device 20 identifies the magnetic force indicated by the magnetic force information associated with the identified rotation speed range information as the target magnetic force for changing the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM (step S320).

次に、制御装置20は、制御装置20の記憶部に記憶された第2対応情報に含まれる磁力情報のうち、ステップS320において特定した目標磁力を示す磁力情報を特定する。そして、制御装置20は、特定した磁力情報に対応付けられた第1識別情報及び第2識別情報を特定する。制御装置20は、特定した第1識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCを、減磁使用磁化コイルとして特定するとともに、特定した第2識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCを、増磁使用磁化コイルとして特定する(ステップS330)。図17では、ステップS330の処理を、「使用磁化コイル特定」によって示している。例えば、目標磁力が前述の第2磁力よりも弱い第3磁力であった場合、第3磁力を示す磁力情報に対応付けられている第1識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCは、磁化コイルC-1である。一方、例えば、当該場合、第3磁力を示す磁力情報に対応付けられている第2識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCは、磁化コイルC-2及び磁化コイルC-3である。また、例えば、目標磁力が第3磁力よりも強い第2磁力であった場合、第2磁力を示す磁力情報に対応付けられている第1識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCは、磁化コイルC-1及び磁化コイルC-2である。一方、例えば、当該場合、第2磁力を示す磁力情報に対応付けられている第2識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCは、磁化コイルC-3である。また、例えば、目標磁力が第2磁力よりも強い第1磁力であった場合、第1磁力を示す磁力情報に対応付けられている第1識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCは、磁化コイルC-1~磁化コイルC-3である。一方、例えば、当該場合、第1磁力を示す磁力情報に対応付けられている第2識別情報により識別される1個以上の磁化コイルCは、ない。 Next, the control device 20 identifies magnetic force information indicating the target magnetic force identified in step S320 from the magnetic force information included in the second correspondence information stored in the memory unit of the control device 20. The control device 20 then identifies the first identification information and the second identification information associated with the identified magnetic force information. The control device 20 identifies one or more magnetized coils C identified by the identified first identification information as demagnetization use magnetized coils, and identifies one or more magnetized coils C identified by the identified second identification information as magnetization coils to be used for magnetization (step S330). In Figure 17, the processing of step S330 is indicated by "identifying magnetized coils to be used." For example, if the target magnetic force is a third magnetic force that is weaker than the aforementioned second magnetic force, the one or more magnetized coils C identified by the first identification information associated with the magnetic force information indicating the third magnetic force are magnetized coils C-1. On the other hand, for example, in this case, the one or more magnetized coils C identified by the second identification information associated with the magnetic force information indicating the third magnetic force are magnetized coil C-2 and magnetized coil C-3. Also, for example, if the target magnetic force is a second magnetic force stronger than the third magnetic force, the one or more magnetized coils C identified by the first identification information associated with the magnetic force information indicating the second magnetic force are magnetized coil C-1 and magnetized coil C-2. On the other hand, for example, in this case, the one or more magnetized coils C identified by the second identification information associated with the magnetic force information indicating the second magnetic force are magnetized coil C-3. Also, for example, if the target magnetic force is a first magnetic force stronger than the second magnetic force, the one or more magnetized coils C identified by the first identification information associated with the magnetic force information indicating the first magnetic force are magnetized coils C-1 to C-3. On the other hand, for example, in this case, there is not one or more magnetized coils C identified by the second identification information associated with the magnetic force information indicating the first magnetic force.

次に、制御装置20は、ステップS330において特定した1個以上の減磁使用磁化コイルそれぞれの変磁領域の減磁を行うとともに、ステップS330において特定した1個以上の増磁使用磁化コイルそれぞれの変磁領域の増磁を行う(ステップS340)。図17では、ステップS340の処理を、「変磁」によって示している。ステップS340の処理により、制御装置20は、可変磁束磁石VMの磁力を目標磁力に変化させることができる。ステップS340の処理が行われた後、制御装置20は、ステップS310に遷移し、回転電機10の回転数を再び特定する。 Next, the control device 20 demagnetizes the magnetization change region of each of the one or more demagnetization use magnetized coils identified in step S330, and magnetizes the magnetization change region of each of the one or more magnetization use magnetized coils identified in step S330 (step S340). In Figure 17, the processing of step S340 is indicated by "magnetization." By processing step S340, the control device 20 can change the magnetic force of the variable magnetic flux magnet VM to the target magnetic force. After processing step S340, the control device 20 transitions to step S310 and again determines the rotation speed of the rotating electric machine 10.

以上のように、制御装置20は、回転電機10の回転数に応じて、可変磁束磁石VMの磁力を互いに大きさの異なる3以上の磁力のいずれかに変化させる。この際、例えば、制御装置20は、3個の磁化コイルCの中から、目標磁力に応じて、電流を流す対象となる1個以上の磁化コイルCを選択し、選択した1個以上の磁化コイルCに電流を流す。これにより、制御装置20は、可変磁束磁石の磁力を、より細かく調整することができる。 As described above, the control device 20 changes the magnetic force of the variable flux magnet VM to one of three or more magnetic forces of different magnitudes depending on the rotation speed of the rotating electric machine 10. In this case, for example, the control device 20 selects one or more magnetized coils C from among the three magnetized coils C to which current is to be passed depending on the target magnetic force, and passes current through the selected one or more magnetized coils C. This allows the control device 20 to more precisely adjust the magnetic force of the variable flux magnet.

以上のように、実施形態に係る可変磁束磁石モジュール(上記において説明した例では、可変磁束磁石モジュールVMM)は、可変磁束磁石(上記において説明した例では、可変磁束磁石VM)と、可変磁束磁石が有する面のうちの第1面(上記において説明した例では、第1面M1)に配置される第1コイル(上記において説明した例では、例えば、磁化コイルC-1)と、第1コイルのコイル面の面積よりも大きい面積のコイル面を有し、可変磁束磁石が有する面のうちの少なくとも第1面を貫く磁界を発生させる第2コイル(上記において説明した例では、例えば、磁化コイルC-2)と、を備え、第1コイルのコイル面は、第1面と直交する方向(上記において説明した例では、Z軸方向)において、第2コイルのコイル面の内側に含まれている。これにより、可変磁束磁石モジュールは、個体差を小さくすることができる。 As described above, the variable flux magnet module according to the embodiment (variable flux magnet module VMM in the example described above) comprises a variable flux magnet (variable flux magnet VM in the example described above), a first coil (for example, magnetized coil C-1 in the example described above) arranged on a first surface of the variable flux magnet (first surface M1 in the example described above), and a second coil (for example, magnetized coil C-2 in the example described above) that has a coil surface with an area larger than the area of the coil surface of the first coil and generates a magnetic field that penetrates at least the first surface of the variable flux magnet, with the coil surface of the first coil being included inside the coil surface of the second coil in the direction perpendicular to the first surface (the Z-axis direction in the example described above). This allows for reduced individual variation in variable flux magnet modules.

また、可変磁束磁石モジュールでは、第1面と直交する方向において、第1コイルは、第1面の輪郭の内側に含まれている、構成が用いられてもよい。 Furthermore, the variable magnetic flux magnet module may be configured such that the first coil is contained within the outline of the first surface in a direction perpendicular to the first surface.

また、可変磁束磁石モジュールでは、第2コイルは、第1面に配置される、構成が用いられてもよい。 Furthermore, in the variable magnetic flux magnet module, a configuration may be used in which the second coil is arranged on the first surface.

また、可変磁束磁石モジュールでは、第1コイルとして巻回されている導体の一部は、第2コイルとして巻回されている導体の一部と重なっている、構成が用いられてもよい。 Furthermore, the variable magnetic flux magnet module may be configured such that a portion of the conductor wound as the first coil overlaps a portion of the conductor wound as the second coil.

また、可変磁束磁石モジュールでは、第2コイルは、可変磁束磁石の側面を取り囲むように巻回された導体により構成され、可変磁束磁石の側面は、第1面を正面とした場合において、可変磁束磁石が有する面のうち第1面と対向する面(上記において説明した例では、第2面M2)と、第1面とを接続する面のことである、構成が用いられてもよい。 Furthermore, in the variable flux magnet module, the second coil may be composed of a conductor wound to surround the side surface of the variable flux magnet, and the side surface of the variable flux magnet may be the surface that connects the first surface to the surface of the variable flux magnet that faces the first surface (in the example described above, the second surface M2), when the first surface is the front.

また、可変磁束磁石モジュールでは、可変磁束磁石が有する面のうちの前記第1面と異なる第2面には、前記可変磁束磁石が有する面のうちの少なくとも前記第2面を貫く磁界を発生させる1個以上の第3コイル(上記において説明した例では、磁化コイルC-4~磁化コイルC-6)が配置される、構成が用いられてもよい。 Furthermore, the variable magnetic flux magnet module may be configured such that one or more third coils (in the example described above, magnetizing coils C-4 to C-6) that generate a magnetic field penetrating at least the second surface of the variable magnetic flux magnet are arranged on a second surface of the variable magnetic flux magnet that is different from the first surface.

また、可変磁束磁石モジュールでは、第2面は、第1面と対向する面である、構成が用いられてもよい。 Furthermore, in the variable magnetic flux magnet module, a configuration may be used in which the second surface is the surface opposite the first surface.

また、可変磁束磁石モジュールでは、磁性体(上記において説明した例では、磁性体MB)を更に備える、構成が用いられてもよい。 Furthermore, the variable magnetic flux magnet module may be configured to further include a magnetic body (magnetic body MB in the example described above).

また、可変磁束磁石モジュールでは、磁性体は、可変磁束磁石の表面の少なくとも一部を覆う、構成が用いられてもよい。 Furthermore, in the variable magnetic flux magnet module, a configuration may be used in which the magnetic body covers at least a portion of the surface of the variable magnetic flux magnet.

また、可変磁束磁石モジュールでは、磁性体は、第1コイル及び第2コイルとともに可変磁束磁石を収容する凹部(上記において説明した例では、凹部CC)を有し、可変磁束磁石は、第1コイル及び第2コイルとともに、凹部に収容される、構成が用いられてもよい。 Furthermore, in the variable flux magnet module, the magnetic body may have a recess (recess CC in the example described above) that houses the variable flux magnet together with the first coil and second coil, and the variable flux magnet may be housed in the recess together with the first coil and second coil.

また、可変磁束磁石モジュールでは、第1コイル及び第2コイルのそれぞれに電流を流す制御部(上記において説明した例では、可変磁束磁石モジュールVMMと一体に構成された制御装置20)を更に備える、構成が用いられてもよい。 The variable magnetic flux magnet module may also be configured to further include a control unit (in the example described above, a control device 20 configured integrally with the variable magnetic flux magnet module VMM) that passes current through each of the first coil and the second coil.

また、可変磁束磁石モジュールでは、制御部は、第1コイル及び第2コイルのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、第1コイル及び第2コイルのそれぞれに電流を流す、構成が用いられてもよい。 Furthermore, in the variable magnetic flux magnet module, the control unit may be configured to pass current through each of the first coil and the second coil so that the times when current flows through each of the first coil and the second coil do not overlap.

また、可変磁束磁石モジュールでは、制御部は、第1コイル及び第2コイルのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、コイル面の面積の小さい順に、第1コイル及び第2コイルのそれぞれに電流を流す、構成が用いられてもよい。 Furthermore, in the variable magnetic flux magnet module, the control unit may be configured to pass current through the first coil and the second coil in ascending order of coil surface area, so that the times when current flows through the first coil and the second coil do not overlap.

また、可変磁束磁石モジュールでは、可変磁束磁石が有する面のうちの少なくとも第1面を貫く磁界を発生させる2個以上のコイルを備え、第1コイルと第2コイルとは、2個以上のコイルに含まれており、制御部は、可変磁束磁石の磁力を目標磁力に変化させる場合、2個以上のコイルの中から、目標磁力に応じて、電流を流す対象となる1個以上のコイルを選択し、選択した1個以上のコイルに電流を流す、構成が用いられてもよい。 Furthermore, the variable magnetic flux magnet module may be configured to include two or more coils that generate a magnetic field that penetrates at least a first surface of the surfaces of the variable magnetic flux magnet, the first coil and the second coil being included in the two or more coils, and when changing the magnetic force of the variable magnetic flux magnet to a target magnetic force, the control unit may select one or more coils from the two or more coils to which a current is to be passed according to the target magnetic force, and pass a current through the selected one or more coils.

以上、本開示の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。 The above describes in detail an embodiment of the present disclosure with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and modifications, substitutions, deletions, etc. may be made without departing from the spirit of this disclosure.

また、以上に説明した装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。ここで、当該装置は、例えば、制御装置20等である。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD(Compact Disk)-ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 In addition, a program for realizing the functions of any of the components of the device described above may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program may be loaded and executed by a computer system. Here, the device in question is, for example, the control device 20. Note that the term "computer system" here includes hardware such as the OS (Operating System) and peripheral devices. Furthermore, "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD (Compact Disk)-ROMs, as well as storage devices such as hard disks built into computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" also includes devices that retain a program for a certain period of time, such as volatile memory within a computer system that acts as a server or client when the program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル又は差分プログラムであってもよい。
The above program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by transmission waves in the transmission medium. Here, the "transmission medium" that transmits the program refers to a medium that has the function of transmitting information, such as a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
The program may also be a program for realizing some of the functions described above, or may be a so-called differential file or differential program that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.

1…回転電機制御システム、10…回転電機、11…ローター、12…ステータ、20…制御装置、C、C-1~C-6…磁化コイル、M1…第1面、M2…第2面、MB…磁性体、MG…固定磁石、VM…可変磁束磁石、VMM、VMM-1~VMM-6…可変磁束磁石モジュール 1... Rotating electric machine control system, 10... Rotating electric machine, 11... Rotor, 12... Stator, 20... Control device, C, C-1 to C-6... Magnetized coil, M1... First surface, M2... Second surface, MB... Magnetic body, MG... Fixed magnet, VM... Variable flux magnet, VMM, VMM-1 to VMM-6... Variable flux magnet module

Claims (15)

可変磁束磁石と、
前記可変磁束磁石が有する面のうちの第1面に配置される第1コイルと、
前記第1コイルのコイル面の面積よりも大きい面積のコイル面を有し、前記可変磁束磁石が有する面のうちの少なくとも前記第1面を貫く磁界を発生させる第2コイルと、
を備え、
前記第1コイルのコイル面は、前記第2コイルのコイル面と平行であり、前記第1面と直交する方向において、中心が前記第2コイルの中心と一致しており、且つ、前記第2コイルのコイル面の内側に含まれている、
可変磁束磁石モジュール。
a variable flux magnet;
a first coil disposed on a first surface of the variable magnetic flux magnet;
a second coil having a coil surface with an area larger than that of the first coil, and generating a magnetic field penetrating at least the first surface of the surfaces of the variable magnetic flux magnet;
Equipped with
a coil surface of the first coil is parallel to a coil surface of the second coil, and a center of the first coil coincides with a center of the second coil in a direction perpendicular to the first surface, and is included inside the coil surface of the second coil;
Variable flux magnet module.
前記第1面と直交する方向において、前記第1コイルは、前記第1面の輪郭の内側に含まれている、
請求項1に記載の可変磁束磁石モジュール。
the first coil is included inside the outline of the first surface in a direction perpendicular to the first surface;
The variable flux magnet module of claim 1 .
前記第2コイルは、前記第1面に配置される、
請求項1に記載の可変磁束磁石モジュール。
The second coil is disposed on the first surface.
The variable flux magnet module of claim 1 .
前記第1コイルとして巻回されている導体の一部は、前記第2コイルとして巻回されている導体の一部と重なっている、
請求項1から3のうちいずれか一項に記載の可変磁束磁石モジュール。
a portion of the conductor wound as the first coil overlaps a portion of the conductor wound as the second coil;
The variable flux magnet module according to any one of claims 1 to 3.
前記第2コイルは、前記可変磁束磁石の側面を取り囲むように巻回された導体により構成され、
前記可変磁束磁石の側面は、前記第1面を正面とした場合において、前記可変磁束磁石が有する面のうち前記第1面と対向する面と、前記第1面とを接続する面のことである、
請求項1に記載の可変磁束磁石モジュール。
the second coil is formed of a conductor wound so as to surround a side surface of the variable magnetic flux magnet,
When the first surface is defined as the front, the side surface of the variable magnetic flux magnet refers to a surface of the variable magnetic flux magnet that faces the first surface and a surface that connects the first surface.
The variable flux magnet module of claim 1 .
前記可変磁束磁石が有する面のうちの前記第1面と異なる第2面には、前記可変磁束磁石が有する面のうちの少なくとも前記第2面を貫く磁界を発生させる1個以上の第3コイルが配置される、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載の可変磁束磁石モジュール。
One or more third coils are arranged on a second surface of the variable magnetic flux magnet that is different from the first surface, and generate a magnetic field that penetrates at least the second surface of the variable magnetic flux magnet.
A variable flux magnet module according to any one of claims 1 to 5.
前記第2面は、前記第1面と対向する面である、
請求項6に記載の可変磁束磁石モジュール。
The second surface is a surface opposite to the first surface.
The variable flux magnet module of claim 6.
磁性体を更に備える、
請求項1から7のうちいずれか一項に記載の可変磁束磁石モジュール。
Further comprising a magnetic material,
A variable flux magnet module according to any one of claims 1 to 7.
前記磁性体は、前記可変磁束磁石の表面の少なくとも一部を覆う、
請求項8に記載の可変磁束磁石モジュール。
the magnetic body covers at least a portion of the surface of the variable magnetic flux magnet;
The variable flux magnet module of claim 8 .
前記磁性体は、前記第1コイル及び前記第2コイルとともに前記可変磁束磁石を収容する凹部を有し、
前記可変磁束磁石は、前記第1コイル及び前記第2コイルとともに、前記凹部に収容される、
請求項8又は9に記載の可変磁束磁石モジュール。
the magnetic body has a recess that accommodates the variable magnetic flux magnet together with the first coil and the second coil,
The variable magnetic flux magnet is housed in the recess together with the first coil and the second coil.
10. The variable magnetic flux magnet module according to claim 8 or 9.
前記第1コイル及び前記第2コイルのそれぞれに電流を流す制御部を更に備える、
請求項1から10のうちいずれか一項に記載の可変磁束磁石モジュール。
Further comprising a control unit that applies a current to each of the first coil and the second coil.
A variable flux magnet module according to any one of claims 1 to 10.
前記制御部は、前記第1コイル及び前記第2コイルのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、前記第1コイル及び前記第2コイルのそれぞれに電流を流す、
請求項11に記載の可変磁束磁石モジュール。
the control unit causes current to flow through the first coil and the second coil, respectively, so that times when currents flow through the first coil and the second coil do not overlap.
The variable flux magnet module of claim 11.
前記制御部は、前記第1コイル及び前記第2コイルのそれぞれに電流が流れる時間が重複しないように、コイル面の面積の小さい順に、前記第1コイル及び前記第2コイルのそれぞれに電流を流す、
請求項12に記載の可変磁束磁石モジュール。
the control unit causes current to flow through the first coil and the second coil in ascending order of coil surface area so that times when current flows through the first coil and the second coil do not overlap.
13. The variable flux magnet module of claim 12.
前記可変磁束磁石が有する面のうちの少なくとも前記第1面を貫く磁界を発生させる2個以上のコイルを備え、
前記第1コイルと前記第2コイルとは、前記2個以上のコイルに含まれており、
前記制御部は、前記可変磁束磁石の磁力を目標磁力に変化させる場合、前記2個以上のコイルの中から、前記目標磁力に応じて、電流を流す対象となる1個以上のコイルを選択し、選択した前記1個以上のコイルに電流を流す、
請求項11から13のうちいずれか一項に記載の可変磁束磁石モジュール。
two or more coils that generate a magnetic field that penetrates at least the first surface of the surfaces of the variable magnetic flux magnet;
the first coil and the second coil are included in the two or more coils,
When changing the magnetic force of the variable magnetic flux magnet to a target magnetic force, the control unit selects one or more coils to which a current is to be passed from among the two or more coils in accordance with the target magnetic force, and passes a current through the selected one or more coils.
14. A variable flux magnet module according to any one of claims 11 to 13.
請求項1から14のうちいずれか一項に記載の可変磁束磁石モジュールを備える、
回転電機。
15. A variable flux magnet module according to claim 1,
Rotating electric motor.
JP2021185819A 2021-11-15 2021-11-15 Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine Active JP7762046B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021185819A JP7762046B2 (en) 2021-11-15 2021-11-15 Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021185819A JP7762046B2 (en) 2021-11-15 2021-11-15 Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023073023A JP2023073023A (en) 2023-05-25
JP7762046B2 true JP7762046B2 (en) 2025-10-29

Family

ID=86425448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021185819A Active JP7762046B2 (en) 2021-11-15 2021-11-15 Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7762046B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148235A (en) 2008-12-18 2010-07-01 Toshiba Corp Permanent magnet type rotary electric machine
JP2013162612A (en) 2012-02-03 2013-08-19 Suzuki Motor Corp Electric rotary machine
US20140368075A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 Hamilton Sundstrand Corporation Permanent magnet synchronous machines with magnetic flux regulation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148235A (en) 2008-12-18 2010-07-01 Toshiba Corp Permanent magnet type rotary electric machine
JP2013162612A (en) 2012-02-03 2013-08-19 Suzuki Motor Corp Electric rotary machine
US20140368075A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 Hamilton Sundstrand Corporation Permanent magnet synchronous machines with magnetic flux regulation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023073023A (en) 2023-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11913813B2 (en) Power generation element, magnetic sensor, encoder, and motor
US11258343B2 (en) Double helix actuator with magnetic sections having alternating polarities
Gong et al. Analysis of doubly salient memory motors using Preisach theory
JP2010115086A (en) Motor system and energization method of permanent magnet motor
Luo et al. Design of voice coil motor with the forward winding for linear vibro-impact systems
Onsal et al. Impact of asymmetric and symmetric overhangs on torque quality and axial magnetic force computations in surface mounted PM synchronous motors
Luo et al. Design of linear voice coil motor with semi‐closed structure
JP7762046B2 (en) Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine
JP7759775B2 (en) Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine
US11276518B2 (en) Haptic engine module with array-riddled-of-dual (AROD) magnets
JP7762045B2 (en) Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine
Jenal et al. Comparative study on a new permanent magnet flux switching machine configuration over segmental and salient rotor structure
JP7777427B2 (en) Variable magnetic flux magnet module and rotating electric machine
CN102405593A (en) Method and amplifier for operating a synchronous motor
JP2021027766A (en) Processing system, processing method, and program
Cao et al. Magnetic field analytical solution and electromagnetic force calculation of coreless stator axial-flux permanent-magnet machines
CN110365144B (en) Motor rotors, motors and compressors
Feng et al. Torque performance analysis of HDD spindle motors based on geometrical interpretation
Ahmad et al. Analytical Subdomain Model for Double-Stator Permanent Magnet Synchronous Machine
Sulaiman et al. Design improvement of flux switching permanent magnet using combined local and global method
Ravichandran et al. Magnetic field analysis and performance assessment of Halbach array permanent magnet brushless dc motor for satellite payload drive mechanism
Cheng et al. Simulation and design optimization of permanent magnet brushless DC motors
Trapanese et al. Minimization of detent force in a 1 kW linear permanent magnet generator for the conversion of sea waves energy: Numerical and experimental validation
Ramesh et al. Step by Step Design of Flux Switching Machine using Electromagnetic Principle
Choi et al. Characteristic analysis of a consequent-pole motor with vernier structure using ferrite magnets

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241011

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250624

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250924

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20251017

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7762046

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150