CN115362620A - 马达 - Google Patents

Abstract

提供一种马达，其在极对数为奇数的情况下也能够抑制系统间的干扰。本公开的一个方式所涉及的马达是具备两个系统的定子绕组的三相交流马达，所述两个系统的定子绕组被互不相同的变频器施加电压且分别具有多个线圈，其中，所述定子绕组以与其它系统的所述线圈重复配置的所述线圈的数量少的方式在周向上遍布。

Description

马达

技术领域

本发明涉及一种马达。

背景技术

已知有双绕组马达，其具有被从不同的变频器供给电力的两个系统的定子绕组。在以往的双绕组马达中，两个系统的绕组的线圈在定子的整个周向上被配置为相互重叠或相邻。在该情况下，两个绕组所形成的磁通互相干扰，因此有可能产生当增大两个变频器的输出的相位差时发生振动等问题。因此，在以往的双绕组马达中，无法增大增益(加减速时的输入电力)，难以提高控制响应性。

专利文献1为了防止一方的系统的变频器的故障通过绕组间的磁耦合波及另一方的变频器，而提出了以下的多绕组交流马达：“对构成各绕组组的绕组以集中绕组方式进行卷绕，并且在设上述交流马达的极数与槽数的最大公约数为m、上述绕组组的数量为n、且m/n的约数之中除1以外最小的值为M时，设各绕组组之间相互相邻的部位的数量为n×M，使得该相互相邻的部位的数量沿周向为最小值，且属于各绕组组的同相的绕组分别配置于沿周向机械地均等分割所得到的角度位置。”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5021247号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1所记载的马达通过按每个系统分开配置线圈来抑制系统间的磁耦合。也就是说，专利文献1的马达为，一方的系统的定子绕组对转子的极的半数起作用，另一方的系统的定子绕组对转子的极的剩余半数起作用。在这样的马达中，需要两个系统的定子绕组在电气上等效且各定子绕组的三个相对称。因而，专利文献1的结构为了使各系统的线圈的数量相等，需要将极数设为4的倍数(极对数为偶数)。一般而言，极对数为奇数的马达也被广泛使用，但在极对数为奇数时无法以满足上述的必要条件的方式将定子绕组分为两个系统，因此无法对极对数为奇数的马达应用专利文献1的结构。因此，期望在极对数为奇数的情况下也能够减少两个系统的定子绕组间的重叠来抑制系统间的干扰的马达。

用于解决问题的方案

本公开的一个方式所涉及的马达是具备两个系统的定子绕组的三相交流马达，所述两个系统的定子绕组被互不相同的变频器施加电压且分别具有多个线圈，其中，所述定子绕组以与其它系统的所述线圈重复配置的所述线圈的数量少的方式在周向上遍布。

发明的效果

本公开的一个方式所涉及的马达在极对数为奇数的情况下也能够抑制系统间的干扰。

附图说明

图1是示出具备本公开的第一实施方式的马达的驱动系统的结构的示意图。

图2是示出图1的驱动系统的马达的结构的示意图。

图3是示出与图2的马达的定子绕组的第一相有关的结构的示意展开图。

图4是示出与图2的马达的定子绕组的第二相有关的结构的布线图。

图5是示出与图2的马达的定子绕组的第三相有关的结构的布线图。

图6是示出本公开的第二实施方式的马达的结构的示意图。

图7是示出与图4的马达的定子绕组的第一相有关的结构的布线图。

图8是示出与图4的马达的定子绕组的第二相有关的结构的布线图。

图9是示出与图4的马达的定子绕组的第三相有关的结构的布线图。

具体实施方式

下面参照附图来对本公开的实施方式进行说明。图1示出具备本公开的第一实施方式所涉及的马达1的驱动系统的结构。

图1的驱动系统具备交流电源S、将从交流电源S供给的电流独立地转换为任意频率的三相交流的两个变频器I1、I2、以及被变频器I1、I2施加三相交流电压的马达1。马达1是三相交流马达，其具备被互不相同的变频器I1、I2施加三相交流电压的两个系统的定子绕组(第一定子绕组10和第二定子绕组20)。

马达1还具备基于第一定子绕组10和第二定子绕组20形成的旋转磁场而进行旋转的转子(未图示)。本实施方式的马达1是六极马达，极对数为奇数(三对极)。

接着，对马达1的定子绕组10、20进行详细说明。图2是示出马达1的定子绕组的示意图。图3是示出与马达1的定子绕组10、20的第一相有关的结构的示意展开图。图4是示出与马达1的定子绕组10、20的第二相有关的结构的布线图。图5是示出与马达1的定子绕组10、20的第三相有关的结构的布线图。

马达1具有用于从第一变频器I1向第一定子绕组10施加三相交流电压的外部端子U1、V1、W1、用于对第一定子绕组10进行星型连接或三角形连接的内部端子X1、Y1、Z1、用于从第二变频器I2向第二定子绕组20施加三相交流电压的外部端子U2、V2、W2、以及用于对第二定子绕组20进行星型连接或三角形连接的内部端子X2、Y2、Z2。

第一定子绕组10和第二定子绕组20分别具有交替配置的多个右旋线圈(第一定子绕组10的右旋线圈11和第二定子绕组20的右旋线圈21)和多个左旋线圈(第一定子绕组10的左旋线圈12和第二定子绕组20的左旋线圈22)。此外，右旋线圈11、21是以在向端子施加正电压时在转子侧形成N极的方式卷绕的线圈，左旋线圈12、22是向右旋线圈11、21的反方向卷绕的线圈。另外，在需要确定施加于各线圈11、12、21、22的电压的相的情况下，有时对其附图标记标注表示相的“U”、“V”或“W”。

更详细地说，第一定子绕组10具有各相各两个、总计六个右旋线圈11和各相各一个、总计三个左旋线圈12。另一方面，第二定子绕组20具有各相各一个、总计三个右旋线圈21和各相两个、总计六个左旋线圈22。也就是说，在第一定子绕组10中右旋线圈11的数量比左旋线圈12的数量多三个，在第二定子绕组20中右旋线圈21的数量比左旋线圈22的数量少三个。由此，右旋线圈11、21的总数与左旋线圈12、22的总数相等。

在第一定子绕组10中，在周向上，在第一相的右旋线圈11U的中心与第二相的右旋线圈11V的中心之间配置第三相的左旋线圈12W的中心。另外，在第二定子绕组20中也同样地，在周向上，在第一相的右旋线圈21U的中心与第二相的右旋线圈21V的中心之间配置第三相的左旋线圈22W的中心。另外，作为一个整体，线圈11、12、21、22以U相的右旋线圈11U或21U、W相的左旋线圈12W或22W、V相的右旋线圈11V或21V、U相的左旋线圈12U或22U、W相的右旋线圈11W或21W、以及V相的左旋线圈12V或22V按该顺序重复的方式配置。

通过以满足上述那样的条件的方式配置线圈11、12、21、22，能够将第一定子绕组10的线圈11、12和第二定子绕组20的线圈21、22分别在周向上大致集中。也就是说，第一定子绕组10和第二定子绕组20以与其它系统的线圈21、22或11、12重复配置的线圈11、12或21、22的数量少的方式在周向上在互相相反侧分别遍布。此外，在极对数为奇数的情况下，第一定子绕组10的线圈11、12与第二定子绕组20的线圈21、22无法完全分离。此外，在图2中，对于第一定子绕组10的线圈11、12与第二定子绕组20的线圈21、22重复的区域以点划线包围显示。

当使用正整数n将极对数设为(2n+1)时，第一定子绕组10具有各相(n+1)个、总计(3n+3)个右旋线圈11和各相n个、总计3n个左旋线圈12，第二定子绕组20具有各相n个、总计3n个右旋线圈21和各相(n+1)个、总计(3n+3)个左旋线圈22。在第一定子绕组10中，在中央交替排列(3n+1)个右旋线圈11和3n个左旋线圈12，在两侧分别以隔着第二定子绕组20的一个左旋线圈22的方式远离地配置各一个右旋线圈11。在第二定子绕组20中，在中央交替排列(3n+1)个左旋线圈22与3n个右旋线圈21，在两侧分别以隔着第一定子绕组10的一个右旋线圈11的方式远离地配置各一个左旋线圈22。

具体地说，第一定子绕组10的相旋转方向首个右旋线圈11U以隔着第二定子绕组20的相旋转方向最后的左旋线圈22W的方式，远离第一定子绕组10的其它线圈11、12地进行配置，第一定子绕组10的相旋转方向最后的右旋线圈11W以隔着第二定子绕组20的相旋转方向首个左旋线圈22U的方式，远离第一定子绕组10的其它线圈11、12地进行配置。反过来说，第二定子绕组20的相旋转方向首个左旋线圈22U以隔着第一定子绕组10的相旋转方向最后的右旋线圈11W的方式，远离第二定子绕组20的其它线圈21、22地进行配置，第二定子绕组20的相旋转方向最后的左旋线圈22W以隔着第一定子绕组10的相旋转方向首个右旋线圈11U的方式，远离第二定子绕组20的其它线圈21、22地进行配置。

在极对数为2n的情况下，第一定子绕组10具有各相n个右旋线圈11以及与右旋线圈11交替配置的各相n个左旋线圈12，第二定子绕组20具有各相n个右旋线圈21以及与右旋线圈交替配置的各相n个左旋线圈22。在第一定子绕组10和第二定子绕组中，U相的右旋线圈11U或21U、W相的左旋线圈12W或22W、V相的右旋线圈11V或21V、U相的左旋线圈12U或22U、W相的右旋线圈11W或21W、以及V相的左旋线圈12V或22V按该顺序重复n次进行配置。

马达1还具备具有多个槽41的芯体(铁芯)40。在本实施方式中，第一定子绕组10和第二定子绕组配置在形成于芯体40的36个槽41。在图3至5中，在线圈11、12、21、22的布线上标注有配置该部分的槽41的编号。第一定子绕组10和第二定子绕组20为了减少与其它系统的线圈21、22或11、12重复配置的线圈11、12或21、22的数量，以减少不同的系统的线圈11、12、21、22重叠配置的槽41的数量的方式构成。

如上所述，马达1具备第一定子绕组10和第二定子绕组20，该第一定子绕组10具有交替配置的多个右旋线圈11和多个左旋线圈12，在第一相的右旋线圈11U的中心与第二相的右旋线圈11V的中心之间配置第三相的左旋线圈12W的中心，第二定子绕组20具有交替配置的多个右旋线圈21和多个左旋线圈22，在第一相的右旋线圈21U的中心与第二相的右旋线圈21V的中心之间配置第三相的左旋线圈22W的中心，因此第一定子绕组10的线圈11、12和第二定子绕组20的线圈21、22除一部分以外集中地配置。由此，对于马达1，第一定子绕组10与第二定子绕组20的重叠减轻而磁干扰少，因此在两个变频器I1、I2的相位差大的情况下也能够增大增益，也就是说能够增大电流值。因此，马达1能够以短时间变更旋转速度，控制响应性优异。

特别地，马达1在极对数为奇数的情况下，通过使第一定子绕组10中的右旋线圈11的数量比左旋线圈12的数量多三个、使第二定子绕组20中的右旋线圈21的数量比左旋线圈22的数量少三个，能够使第一定子绕组10与第二定子绕组20互相等效且分别为三相对称的电路结构。

接着，参照图6至图9来对本公开的第二实施方式所涉及的马达1A进行说明。图6至图9的马达1A能够代替图2的马达1来使用于图1的驱动系统。对于图6至图9的马达1A，对与图2中的马达1同样的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。此外，为了易于理解，在图6仅示出第一相(U相)，以涂黑的圆形记号表示右旋线圈的布线且以空心的圆形记号表示左旋线圈的布线，对各个线圈以点划线包围来进行区分。另外，在图7、图8以及图9中个别地对第一相(U相)、第二相(V相)以及第三相(W相)进行图示。

马达1A具备被不同的变频器施加三相交流电压的第一定子绕组10和第二定子绕组20、以及具有用于配置第一定子绕组10和第二定子绕组20的54个槽41的芯体40。为了识别，对槽41分配有在周向上连续的1至54的编号。

第一定子绕组10和第二定子绕组20分别具有交替配置的多个右旋线圈(第一定子绕组10的右旋线圈11和第二定子绕组20的右旋线圈21)和多个左旋线圈(第一定子绕组10的左旋线圈12和第二定子绕组20的左旋线圈22)。各线圈11、12、21、22分开地配置于多个槽41。在图7至图9的线圈11、12、21、22的布线上标注有配置该部分的槽41的编号。

在此，图8的V相、图9的W相以及图6的U相的配置线圈11、12、21、22的槽41的位置按该顺序每次错开3个槽。并且，应注意，U相及V相的外部端子的输入和输出与W相的外部端子的输入和输出相反，因此U相及V相的右旋线圈11、21和左旋线圈12、22的配置与W相的右旋线圈11、21和左旋线圈12、22的配置相反。由此，第一定子绕组10和第二定子绕组20在U相的右旋线圈11U、21U的中心与第二相的右旋线圈11U、21U的中心之间配置第三相的左旋线圈12W、22W的中心。

在本实施方式的马达1A中也同样地，第一定子绕组10和第二定子绕组20分别以与其它系统的线圈21、22或11、12重复配置的线圈11、12或21、22的数量少的方式在周向上遍布。因此，能够抑制系统间的干扰，也就是说能够抑制第一定子绕组10所形成的磁场与第二定子绕组20所形成的磁场之间的干扰。

上面对本公开所涉及的马达的一个实施方式进行了说明，但本公开所涉及的马达不限于上述的实施方式。另外，上述的实施方式所记载的效果只不过列举了根据本公开所涉及的马达而产生的最适效果，基于本公开所涉及的马达的效果不限定于上述的实施方式所记载的效果。

另外，在上述的实施方式中，将U相设为第一相而进行了说明，但也可以将V相或W相解释为第一相。

本公开所涉及的马达能够设为任意的极对数。

附图标记说明

1、1A：马达；10：第一定子绕组；11：右旋线圈；21：右旋线圈；20：第二定子绕组；12：左旋线圈；22：左旋线圈；40：芯体；41：槽；I1、I2：变频器。

Claims (2)

1.一种马达，是具备两个系统的定子绕组的三相交流马达，所述两个系统的定子绕组被互不相同的变频器施加电压且分别具有多个线圈，其中，

所述定子绕组以与其它系统的所述线圈重复配置的所述线圈的数量少的方式在周向上遍布。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

还具备芯体，所述芯体具有用于配置所述线圈的多个槽，

所述定子绕组以减少不同系统的所述线圈重叠配置的所述槽的数量的方式构成。

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