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公開番号2025041513
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024089054
出願日2024-05-31
発明の名称磁石温度情報出力装置、回転電機、及び磁石温度取得装置
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02K 11/25 20160101AFI20250318BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】永久磁石の温度に関する温度情報を電圧に関する電気信号として出力する磁石温度情報出力装置を提供する。
【解決手段】磁石温度情報出力装置1は、回転子に設けられている素子ユニット50と、固定子に設けられている素子ユニット60と、電気抵抗素子70と、出力部80と、を備える。素子ユニット50は、感温素子51とコイル53とを有する。感温素子51は、永久磁石の温度に応じて電気抵抗が変化する。コイル53は、感温素子51と電気的に接続されている。素子ユニット60は、コイル61を有する。コイル61は、コイル53と磁気的に結合する。電気抵抗素子70は、素子ユニット60と電気的に接続されている。出力部80は、素子ユニット60及び電気抵抗素子70と電気的に接続されている。出力部80は、電気抵抗素子70において生じる電圧降下の大きさに対応する電気信号を永久磁石の温度に関する温度情報として出力する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
固定子と永久磁石が配置されている回転子とを備えている回転電機に対して設けられ、前記永久磁石の温度に関する温度情報を出力する磁石温度情報出力装置であって、
前記永久磁石の温度に応じて電気抵抗が変化する感温素子と、前記感温素子と電気的に接続されている第一コイルとを有し、前記回転子に設けられている第一素子ユニットと、
前記第一コイルと磁気的に結合する第二コイルを有し、前記固定子に設けられている第二素子ユニットと、
前記第二素子ユニットと電気的に接続されている電気抵抗素子と、
前記第二素子ユニット及び前記電気抵抗素子と電気的に接続されている出力部と、を備え、
前記出力部は、前記電気抵抗素子において生じる電圧降下の大きさに対応する電気信号を前記温度情報として出力する、磁石温度情報出力装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記電気抵抗素子は、Ｚ
ｏ
０．５０
×Ｚ
１５０
０．２８
以上Ｚ
ｏ
０．５０
×Ｚ
１５０
０．７１
以下の電気抵抗を有し、
ここで、Ｚ
１５０
は、前記第一コイルと前記第二コイルとが磁気的に結合し、かつ、前記感温素子の温度が１５０℃のときの、前記第一素子ユニット及び前記第二素子ユニットの合成インピーダンスであり、
Ｚ
ｏ
は、前記第一コイルと前記第二コイルとが磁気的に結合し、かつ、前記第一素子ユニットから前記感温素子を切り離したときの、前記第一素子ユニット及び前記第二素子ユニットの合成インピーダンスである、請求項１に記載の磁石温度情報出力装置。
【請求項３】
前記第二素子ユニットは、前記第二コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを更に有する、請求項１に記載の磁石温度情報出力装置。
【請求項４】
前記第一素子ユニットは、前記第一コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを更に有する、請求項１に記載の磁石温度情報出力装置。
【請求項５】
前記第一素子ユニットは、前記第一コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを更に有し、
前記第二素子ユニットは、前記第二コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを更に有する、請求項１に記載の磁石温度情報出力装置。
【請求項６】
前記第二コイルには、前記第一コイルを励起する所定の共振周波数より小さい周波数の電圧が印加される、請求項５に記載の磁石温度情報出力装置。
【請求項７】
前記周波数と前記所定の共振周波数との差は、５ｋＨｚ以上３０ｋＨｚ以下である、請求項６に記載の磁石温度情報出力装置。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか一項に記載の磁石温度情報出力装置が設けられている、回転電機。
【請求項９】
前記第一コイルと前記第二コイルとは、前記回転子が所定の回転角度位置にあるときに、前記回転子の回転軸線方向で互いに対向するように、配置されている、請求項８に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記回転子は、回転子コアを有し、
前記永久磁石の全体及び前記第一コイルの少なくとも一部は、前記回転子コア内に配置されており、
前記永久磁石は、前記回転子の回転軸線方向に垂直な一対の面を有し、
前記感温素子は、前記一対の面のうち、前記回転子が所定の回転角度位置にあるときに、前記第二コイル寄りに位置する面に接するように配置されている、請求項８に記載の回転電機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石温度情報出力装置と、当該磁石温度情報出力装置が設けられている回転電機と、当該磁石温度情報出力装置を含む磁石温度取得装置と、に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
固定子と永久磁石が配置されている回転子とを備えている回転電機に対して設けられ、永久磁石の温度に関する温度情報を出力する磁石温度情報出力装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この磁石温度情報出力装置は、感温素子と、第一コイルと、第二コイルと、出力部と、を備える。感温素子は、回転子に設けられ、永久磁石の温度に応じて電気抵抗が変化する。第一コイルは、感温素子と電気的に接続されている。第二コイルは、固定子に設けられ、第一コイルと磁気的に結合する。出力部は、第二コイルを流れる電流の大きさに対応する電気信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－３９０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの態様は、永久磁石の温度に関する温度情報を電圧に関する電気信号として出力する磁石温度情報出力装置を提供することを目的とする。本発明の別の一つの態様は、上述した磁石温度情報出力装置が設けられている回転電機を提供することを目的とする。本発明の更に別の一つの態様は、上述した磁石温度情報出力装置を含む磁石温度取得装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの態様に係る磁石温度情報出力装置は、固定子と永久磁石が配置されている回転子とを備えている回転電機に対して設けられ、永久磁石の温度に関する温度情報を出力する。この磁石温度情報出力装置は、回転子に設けられている第一素子ユニットと、固定子に設けられている第二素子ユニットと、電気抵抗素子と、出力部と、を備える。第一素子ユニットは、感温素子と、第一コイルと、を有する。感温素子は、永久磁石の温度に応じて電気抵抗が変化する。第一コイルは、感温素子と電気的に接続されている。第二素子ユニットは、第二コイルを有する。第二コイルは、第一コイルと磁気的に結合する。電気抵抗素子は、第二素子ユニットと電気的に接続されている。出力部は、第二素子ユニット及び電気抵抗素子と電気的に接続されている。出力部は、電気抵抗素子において生じる電圧降下の大きさに対応する電気信号を温度情報として出力する。
【０００６】
上記一つの態様では、磁石温度情報出力装置が、第二素子ユニットと電気的に接続されている電気抵抗素子を備えている。第二素子ユニットが有する第二コイルは、第一コイルと磁気的に結合するので、第一コイルには電力が供給される。第一コイルに電気的に接続された感温素子の電気抵抗が、永久磁石の温度に応じて変化するので、感温素子の電気抵抗の変化に応じて、第二コイルを流れる電流が変化する。第二コイルを流れる電流が変化することによって、電気抵抗素子において生じる電圧降下の大きさも変化する。出力部は、電気抵抗素子において生じる電圧降下の大きさに対応する電気信号を出力する。したがって、出力部から出力される電気信号は、永久磁石の温度に応じて変化する。すなわち、上記一つの態様では、永久磁石の温度に関する温度情報が電圧に関する電気信号として出力部から出力される。以上のことから、上記一つの態様は、永久磁石の温度に関する温度情報を電圧に関する電気信号として出力する。
【０００７】
上記一つの態様では、電気抵抗素子は、Ｚ
ｏ
０．５０
×Ｚ
１５０
０．２８
以上Ｚ
ｏ
０．５０
×Ｚ
１５０
０．７１
以下の電気抵抗を有してもよい。ここで、Ｚ
１５０
は、第一コイルと第二コイルとが磁気的に結合し、かつ、感温素子の温度が１５０℃のときの、第一素子ユニット及び第二素子ユニットの合成インピーダンスであってもよい。Ｚ
ｏ
は、第一コイルと第二コイルとが磁気的に結合し、かつ、第一素子ユニットから感温素子を切り離したときの、第一素子ユニット及び第二素子ユニットの合成インピーダンスであってもよい。
電気抵抗素子が、Ｚ
ｏ
０．５０
×Ｚ
１５０
０．２８
以上Ｚ
ｏ
０．５０
×Ｚ
１５０
０．７１
以下の電気抵抗を有する構成は、永久磁石の温度に関する温度情報を精度良く出力する。
【０００８】
上記一つの態様では、第二素子ユニットは、第二コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを有してもよい。
第二素子ユニットが第二コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを有する構成は、感温素子の電気抵抗の変化を精度良く捉える。したがって、本構成は、永久磁石の温度に関する温度情報を精度良く出力する。
【０００９】
上記一つの態様では、第一素子ユニットは、第一コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを有してもよい。
第一素子ユニットが第一コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを備える構成は、感温素子の電気抵抗の変化を精度良く捉える。したがって、本構成は、永久磁石の温度に関する温度情報を精度良く出力する。
【００１０】
上記一つの態様では、第一素子ユニットは、第一コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを更に有してもよい。第二素子ユニットは、第二コイルとでＬＣ共振回路を構成するコンデンサを更に有してもよい。
第一素子ユニット及び第二素子ユニットがコンデンサを有する構成は、永久磁石の温度に関する温度情報を精度良く出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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