DE102010025961B4

DE102010025961B4 - Antriebsanordnung für einen Motor mit einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen

Info

Publication number: DE102010025961B4
Application number: DE102010025961.6A
Authority: DE
Inventors: Takashi Okamoto; Tsuyoshi Furuya; Akira Yamaguchi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2030-07-03
Also published as: JP2011030354A; CN101964627B; DE102010025961A1; JP4768056B2; CN101964627A

Abstract

Motorantriebsanordnung, die aufweist:einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2; C3, C4) ausgestattet ist, die voneinander als Stromkreise unabhängig sind, wobei jede der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2; C3, C4) mehrfach mit wenigstens einer weiteren Stator-Erregerwicklung um einen gleichen Zahn oder eine gleiche Zahngruppe gewickelt ist, um eine Vielzahl von Stator-Erregerwicklungsgruppen (G1; G2) zu bilden;eine Vielzahl von Invertern (I1, I2; I3, I4), die jeweils mit der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2; C3, C4) verbunden sind; undeine Vielzahl von Servokreisen (S1; S2), die für die jeweiligen Stator-Erregerwicklungsgruppen (G1; G2) vorgesehen sind, wobei der Servokreis (S1) mit der Vielzahl von Invertern (I1, I2) verbunden ist, die der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2) entsprechen, die zu der entsprechenden Stator-Erregerwicklungsgruppe (G1) gehören, und wobei der Servokreis (S1) eingerichtet ist, um basierend auf einem gleichen Strombefehl, den er von einem allgemeinen Steuerkreis erhalten hat, und basierend auf einem Gesamtwert oder einem Durchschnittswert einer Vielzahl von Stromrückmeldungen, die als Ströme ermittelt werden, die in der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2) fließen, die der Stator-Erregerwicklungsgruppe (G1) entsprechen, einen gleichen Spannungsbefehl zu berechnen und an die Vielzahl von Invertern (I1, I2) auszugeben, die der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen entsprechen, die zu der Erregerwicklungsgruppe (G1) gehören.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für einen Motor, der eine Vielzahl von Multiphasen-Stator-Erregerwicklungen aufweist, die unabhängige Stromkreise bilden.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Um einen Hochleistungsmotor umzusetzen, wird ein einzelner Motor, der eine Vielzahl von dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen aufweist, die als Stromkreise unabhängig voneinander sind, von einer Vielzahl von Invertern angesteuert. Das nachfolgende Patentdokument 1 offenbart eine Antriebsanordnung, in der eine Vielzahl von Invertern, die mit einer Vielzahl von mehrfach gewickelten dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen verbunden sind, durch einen gleichen Spannungsbefehl angesteuert werden, nämlich durch einen PWM (Pulsweitenmodulations)-Befehl, um zu vermeiden, dass eine Schwingung auftritt, die andernfalls auftreten würde, wenn alle Inverter durch einen gleichen Strombefehl angesteuert würden.
In dem Vielerregerwicklungsmotor, der in der Patentveröffentlichung 1 offenbart ist, sind eine Vielzahl von Erregerwicklungen um einen gleichen Zahn herum gewickelt und in einem gleichen Schlitz eingesetzt. Somit ist, um die Erregerwicklungen voneinander zu isolieren, ein zusätzlicher Isolator, wie beispielsweise ein Isolationspapier notwendig. Das Hinzufügen eines Isolationspapiers reduziert den Bauraum, der von einem Kupferkabel eingenommen werden kann, das in dem Schlitz gewickelt ist. Somit muss der Querschnitt des Kupferkabels verringert werden, was zu einer Erhöhung der Hitzemenge führt, die in dem Motor mit demselben Strom erzeugt wird. Dies führt zu einer Verringerung hinsichtlich der Leistung des Motors.
Es ist ein Motor bekannt, der einen Erregerwicklungsaufbau aufweist, in dem eine Vielzahl von Erregerwicklungen in einer Umfangsrichtung verteilt sind, um die Menge an Isolationspapier zu verringern. Die nachfolgende Patentveröffentlichung 2 offenbart einen Motor, der Erregerwicklungen aufweist, die in einer Umfangsrichtung verteilt sind. Dann, wenn eine Achse eines Rotors von einer Achse eines Stators abweicht, nämlich dann, wenn es zu einer Fehlausrichtung zwischen den Achsen kommt, variieren in diesem Motor-Erregerwicklungsaufbau die Luftspalte zwischen dem Stator und dem Rotor bezüglich der jeweiligen Erregerwicklungen und somit bezüglich der Erregerwicklungskonstanten, wie beispielsweise einer elektromotorischen Gegenspannung oder einer Induktivität, etc. Daher tritt ein Stromungleichgewicht auf, wenn alle Inverter von einem gleichen Spannungsbefehl angesteuert werden, wie in der Patentveröffentlichung 1 offenbart, das von der achsabweichenden Anordnung verursacht ist.

Patentveröffentlichung 1: JP H10-42 589 A
Patentveröffentlichung 2: JP H05-64 544 A

Die Druckschriften JP H07-264 822 A und US 2009/0 128 076 A1 offenbaren einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen versehen ist, die als Stromkreise voneinander unabhängig sind, wobei die Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen um verschiedene Zähne oder Zahngruppen gewickelt sind und eine Vielzahl von Invertern, die jeweils mit der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen verbunden sind.
Die Druckschrift EP 0 511 344 B1 offenbart ein Verfahren zum Parallelschalten von Umrichtern mit Pulsmodulation, bei dem die Anzahl Ausgänge jedes Umrichters unbeschränkt ist, bei dem Ausgangsgrößen beliebig vorgegeben werden können, bei dem die Ausgänge direkt oder über Drosseln miteinander verbunden werden, und bei dem die Zahl der parallelgeschalteten Umrichter beliebig ist, wobei eine mittels zeitlichen Verschiebungen von Anfangs- und/oder Endzeiten der Pulse durchgeführte Regelung die Stromverteilung zwischen den einzelnen Umrichtern bestimmt wird, indem eine Regelgröße das Pulsdauerverhältnis zwischen den parallelgeschalteten Umrichtern variiert, um in Abhängigkeit von elektrischen Ist- und/oder Sollwerten eine gewünschte Stromverteilung zwischen den einzelnen Umrichtern zu erzwingen.
Die Druckschrift DE 10 2005 000 210 A1 offenbart eine Motorsteuerungseinheit eines Elektromotors, die entweder eine Vielzahl erster Spulen oder eine Vielzahl zweiter Spulen zugeführte Elektrizität steuert, um einen Rotor zu einer Grenzposition in einem beweglichen Bereich eines Objekts zu rotieren.
Die Druckschrift JP 2005-96 470 A offenbart eine Technik, in der ein erster und ein zweiter 3-Phaseninverter mit einer 3-phasigen Wicklung eines 3-Phasenmotors verbunden sind. Eine erste Servo-Steuerung steuert, als ein Master, den ersten 3-Phaseninverter auf der Grundlage einer Ausgabe eines ersten Stromsensors und eines Messgebers, und eine zweite Servo-Steuerung steuert, als ein Slave, den zweiten 3-Phaseninverter auf der Grundlage einer Ausgabe eines zweiten Stromsensors und des Messgebers.
Die Druckschrift EP 0 942 522 A2 offenbart eine Steuerungsvorrichtung für einen Motor mit drei gemultiplexten Phasenwicklungen. Die Steuerungsvorrichtung umfasst PWM-Schaltungen, die jeweils d-Achsen- und q-Achsen-Spannungen als d-Achsen- und q-Achsen-Spannungsanweisungen empfängt und Gate-Signale erzeugt und an einen entsprechenden Gleichrichter/Wechselrichter in Übereinstimmung mit den d-Achsen- und q-Achsen-Spannungsanweisungen ausgibt, um die Arbeitsweise des entsprechenden der Gleichrichter/Wechselrichter zu steuern, wobei die d-Achsen- und q-Achsen-Spannungen jeweilige Additionen von d-Achsen- und q-Achsen-Spannungseinstellwerten sind, die vom Entkopplungsspannungsrechner empfangen werden, zu d-Achsen- und q-Achsen-Spannungsfehlern sind, die von d-Achsen- und q-Achsen-Stromcontrollern ausgegeben werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Motorantriebsanordnung bereitzustellen, die für eine optimale Steuerung eines Motors geeignet ist, der eine Vielzahl von verteilten Stator-Erregerwicklungen aufweist, oder eines Motors, der eine Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen aufweist, die mehrfach um einen gleichen Zahn oder eine Zahngruppe gewickelt sind, ohne einen ungleichmäßigen Strom entlang der Stator-Erregerwicklungen oder Stromschwingungen zu verursachen.
Gemäß der Offenbarung wird eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch bereitgestellt.
Vorzugsweise wird eine Motorantriebsanordnung gemäß einem ersten Beispiel bereitgestellt, die aufweist: einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen ausgestattet ist, die als Stromkreise unabhängig voneinander sind, wobei die Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen um verschiedene Zähne oder Zahngruppen herum gewickelt sind; eine Vielzahl von Invertern, die jeweils mit der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen verbunden sind; und eine Vielzahl von Servokreisen (servo circuits), die jeweils mit der Vielzahl von Invertern verbunden sind und Spannungsbefehle basierend auf einem gleichen Spannungsbefehl berechnen, der von einem allgemeinen Steuerkreis erhalten wird, und basierend auf jeweiligen Stromrückmeldungen, die als Ströme ermittelt werden, die in den jeweiligen Stator-Erregerwicklungen fließen, und diese an die jeweiligen Inverter ausgeben.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Motorantriebsanordnung bereitgestellt, die aufweist: einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen versehen ist, die als Stromkreise unabhängig voneinander sind, wobei jede der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen mehrfach mit wenigstens einer weiteren Stator-Erregerwicklung um einen gleichen Zahn oder eine Zahngruppe gewickelt sind, um eine Vielzahl von Stator-Erregerwicklungsgruppen zu bilden; eine Vielzahl von Invertern, die jeweils mit der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen verbunden sind; und eine Vielzahl von Servokreisen, die für die jeweiligen Stator-Erregerwicklungsgruppen bereitgestellt sind, wobei die Servokreise mit der Vielzahl von Invertern verbunden sind, die einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen entsprechen, die zu den entsprechenden Stator-Erregerwicklungsgruppen gehören, und wobei die Servokreise basierend auf einem Strombefehl, der von einem allgemeinen Steuerkreis erhalten wird und basierend auf einem Gesamtbetrag oder einem Durchschnittsbetrag einer Vielzahl vom Stromrückmeldern, die als Ströme ermittelt werden, die in der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen fließen, die der jeweiligen Stator-Erregerwicklungsgruppe entsprechen, einen gleichen Spannungsbefehl berechnen und an die Vielzahl von Invertern ausgeben, die einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen entsprechen, die zu der Stator-Erregerwicklungsgruppe gehören.
In einem Motor, der elektrisch unabhängige Erregerwicklungen aufweist, die um verschiedene Zähne oder Zahngruppen gewickelt sind, haben die Erregerwicklungen unterschiedliche elektrische Eigenschaften (gegenelektromotorische Spannung, Induktivität, etc.), wenn die Achse des Rotors und die Achse des Stators fehlausgerichtet sind. Daher haben die Ströme, die durch die Erregerwicklungen fließen, unterschiedliche Stromwerte für die jeweiligen Erregerwicklungen, wenn alle Erregerwicklungen basierend auf demselben Spannungsbefehl (PWM-Befehl) angesteuert werden. In der Motorantriebsanordnung gemäß dem ersten Beispiel wird der gleiche Strombefehl an die Servokreisläufe bereitgestellt, die den jeweiligen Erregerwicklungen entsprechen, wobei die Stromwerte der jeweiligen Erregerwicklungen identisch sind.
In einem Motor, in dem eine Erregerwicklung mit anderen Erregerwicklungen mehrfach um denselben Zahn oder eine Zahngruppe gewickelt ist, um eine Erregerwicklungsgruppe zu bilden, erzeugt ein Fluss, der innerhalb des Zahns durch den Strom erzeugt wird, der in einer der Erregerwicklungen fließt, eine elektromotorische Spannung in den anderen Wicklungen, wenn eine Vielzahl von Invertern, die einer Vielzahl von Erregerwicklungen in einer Erregerwicklungsgruppe entsprechen, von demselben Strombefehl individuell PWM-angesteuert werden. Somit ist die Stromsteuerung instabil und der Strom wird oszillierend. In der Motorantriebsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Stromschwingung dadurch unterdrückt werden, dass der gleiche Spannungsbefehl (PWM-Befehl) verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors darstellt, bei dem das erste Vergleichsbeispiel der Motorantriebsanordnung angewandt wird;
2 eine Konfiguration des ersten Vergleichsbeispiels der Motorantriebsanordnung darstellt;
3 einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors darstellt, bei dem das zweite Vergleichsbeispiel der Motorantriebsanordnung angewandt wird;
4 eine Konfiguration des zweiten Vergleichsbeispiels der Motorantriebsanordnung darstellt;
5 einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors darstellt, bei dem die erste Ausführungsform der Motorantriebsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
6 eine Konfiguration der ersten Ausführungsform der Motorantriebsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors darstellt, bei dem die zweite Ausführungsform der Motorantriebsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird; und
8 eine Konfiguration der zweiten Ausführungsform der Motorantriebsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. 1 stellt einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors dar, bei dem das erste Vergleichsbeispiel der Motorantriebsanordnung angewandt wird. 2 zeigt eine Konfiguration des ersten Vergleichsbeispiels. In dem Motor des ersten Vergleichsbeispiels sind Spulen (gemeinsame Erregerwicklungen) U1, ..., U4, V1, ..., V4, W1, ..., W4, wie in 1 gezeigt, angeordnet. Wie in 2 gezeigt ist, werden U1, U2, V1, V2, W1 und W2 miteinander verbunden, um eine dreiphasige Statorerregerwicklung C1 zu bilden, die als ein Stromkreis unabhängig ist. In ähnlicher Weise sind U3, U4, V3, V4, W3 und W4 miteinander verbunden, um eine dreiphasige Statorerregerwicklung C2 zu bilden, die als ein Stromkreis unabhängig ist.
Wie vorstehend beschrieben, setzt sich der Motor des ersten Vergleichsbeispiels aus zwei dreiphasigen Statorerregerwicklungen C1 und C2 zusammen, die voneinander als Stromkreise unabhängig sind. Die dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen C1 und C2 sind um verschiedene Zahngruppen herum gewickelt. Die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C1 ist mit einem PWM-Inverter I1 verbunden, der einen Leistungsumwandlerkreis (englisch: power converter circuit) bildet. Ferner ist der PWM-Inverter 11 mit einem Servokreis S1 verbunden. In ähnlicher Weise ist die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C2 mit einem PWM-Inverter I2 verbunden, der seinerseits mit einem Servokreis S2 verbunden ist.
Ein gleicher Strombefehl wird den Servokreisen S1 und S2 von einem gemeinsamen allgemeinen Steuerkreis zugeführt. Der Servokreis S1 berechnet basierend auf dem erhaltenen Strombefehl und einer Stromrückmeldung, die als ein Strom ermittelt wird, der durch die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C1 fließt, einen Spannungsbefehl und gibt diesen an den PWM-Inverter I1 aus. In gleicher Weise berechnet der Servokreis S2 einen Spannungsbefehl basierend auf dem erhaltenen Strombefehl und einer Stromrückmeldung, die als ein Strom ermittelt wird, der durch die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C2 fließt, und gibt diesen an den PWM-Inverter I2 aus.
Wie anhand des Vorstehenden ersichtlich ist, ist gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel die Antriebsanordnung für den Motor, in dem die elektrisch unabhängigen mehreren dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen um verschiedene Zahngruppen gewickelt sind, derart konfiguriert, dass die Erregerwicklungen mit den jeweiligen Invertern verbunden sind, wobei die Inverter mit den jeweiligen Servokreisen verbunden sind, und dass die Servorkreise den gleichen Strombefehl von dem allgemeinen Steuerkreis erhalten. Jeder Servokreis berechnet einen Spannungsbefehl zu dem jeweiligen Inverter basierend auf dem Strombefehl, den er von dem allgemeinen Steuerkreis erhalten hat, und basierend auf der Stromrückmeldung des Motors, und sendet den Spannungsbefehl an den verbundenen Inverter.
In dem ersten Vergleichsbeispiel sind die zwei dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen um verschiedene Zahngruppen gewickelt. Somit ist der Strom dann, wenn die zwei dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen entsprechend dem gleichen Strombefehl angesteuert werden, nicht oszillierend. Ferner verändern sich die elektrischen Eigenschaften der dreiphasigen Statorerregerwicklungen voneinander, wenn es eine Fehlausrichtung zwischen den Achsen gibt. Jedoch können die dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen gesteuert werden, ohne dass ein ungleichmäßiger Strom zwischen den Erregerwicklungen verursacht wird, da die zwei dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen durch den gleichen Strombefehl gesteuert werden. Ferner ist es aufgrund der Konstruktionswahl möglich, die Spule jeder Phase (U-Phase, V-Phase und W-Phase) als eine einzelne Spule herzustellen, oder als eine Vielzahl von Spulen, die in Serie miteinander oder parallel zueinander geschaltet sind.
3 zeigt einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors, auf den das zweite Vergleichsbeispiel der Motorantriebsanordnung angewandt wird. 4 stellt eine Konfiguration des zweiten Vergleichsbeispiels dar. In dem Motor des zweiten Vergleichsbeispiels sind Spulen (gemeinsame Erregerwicklungen) U1, ..., U4, V1, ..., V4, W1, ..., W4, wie in 3 gezeigt, wie in dem ersten Vergleichsbeispiel angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, sind U1, V1 und W1 untereinander verbunden, um eine dreiphasige Stator-Erregerwicklung C1 zu bilden, die als ein Stromkreis unabhängig ist. In ähnlicher Weise werden drei zusätzliche dreiphasige Stator-Erregerwicklungen C2, C3 und C4 gebildet, die als Stromkreise unabhängig voneinander sind.
Wie vorstehend beschrieben, setzt sich der Motor des zweiten Vergleichsbeispiels aus vier dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen C1, C2, C3 und C4 zusammen, die als Stromkreise voneinander unabhängig sind, und die dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen C1, C2, C3 und C4 sind um verschiedene Zahngruppen gewickelt. Dann werden, wie in der ersten Ausführungsform, PWM-Inverter I1, I2, I3 und I4 ebenso wie Servokreise S1, S2, S3 und S4 bereitgestellt, die den dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen C1, C2, C3 und C4 entsprechen. Die Betätigungen eines jeden PWM-Inverters und eines jeden Servokreises sind die gleichen wie diejenigen von jedem PWM-Inverter und jedem Servokreis des ersten Vergleichsbeispiels.
Entsprechend sind die vier dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen in dem zweiten Vergleichsbeispiel um verschiedene Zahngruppen gewickelt, so dass dann, wenn die vier dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen entsprechend dem gleichen Strombefehl angesteuert werden, der Strom nicht oszillierend ist. Ferner verändern sich die elektrischen Eigenschaften der dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen voneinander, wenn es eine Fehlausrichtung der Achsen gibt. Da die vier dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen basierend auf dem gleichen Strombefehl gesteuert werden, können die dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen jedoch gesteuert werden, ohne einen ungleichmäßigen Strom zwischen den Erregerwicklungen zu verursachen.
5 stellt einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors dar, auf den die erste Ausführungsform der Motorantriebsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird. 6 zeigt eine Konfiguration der ersten Ausführungsform. In dem Motor der ersten Ausführungsform werden Spulen (gemeinsame Erregerwicklungen) U1a, ..., U4a, V1a, ..., V4a, W1a, ..., W4a, U1b, ..., U4b, V1b, ..., V4b, W1b, ..., W4b, wie in 5 gezeigt, angeordnet. Wie in 6 gezeigt ist, sind U1a, U2a, V1a, V2a, W1a und W2a miteinander verbunden, um eine dreiphasige Stator-Erregerwicklung C1 zu bilden, die als ein Stromkreis unabhängig ist. In ähnlicher Weise werden drei weitere dreiphasige Stator-Erregerwicklungen C2, C3 und C4 gebildet, die als Stromkreise unabhängig sind.
In der ersten Ausführungsform sind die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C1 (bestehend aus U1a-U2a, V1a-V2a und W1a-W2a) und die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C2 (bestehend aus U1b-U2b, V1b-V2b und W1b-W2b) mehrfach um dieselbe Zahngruppe gewickelt, um eine Stator-Erregerwicklungsgruppe G1 zu bilden, wie in 5 gezeigt ist. Ebenso sind die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C3 (bestehend aus U3a-U4a, V3a-V4a und W3a-W4a) und die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C4 (bestehend aus U3b-U4b, V3b-V4b und W3b-W4b) mehrfach um dieselbe Zahngruppe gewickelt, um eine weitere Stator-Erregerwicklungsgruppe G2 zu bilden.
Wie in 6 gezeigt, sind die dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen C1, C2, C3 und C4, wie in dem ersten Vergleichsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel, mit PWM-Invertern I1, I2, I3 bzw. I4 verbunden.
Ferner ist ein Servokreis S1, wie in 6 gezeigt, für die Stator-Erregerwicklungsgruppe G1 bereitgestellt. Der Servokreis S1 ist mit den zwei PWM-Invertern I1 und I2 verbunden, die den zwei dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen C1 und C2 in der Stator-Erregerwicklungsgruppe G1 entsprechen. In ähnlicher Weise ist ein Servokreis S2 für die Stator-Erregerwicklungsgruppe G2 bereitgestellt. Der Servokreis S2 ist mit den zwei PWM-Invertern I3 und I4 verbunden, die den zwei dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen C3 und C4 in der Stator-Erregerwicklungsgruppe G2 entsprechen.
Ein gleicher Strombefehl wird an die Servokreise S1 und S2 von einem gemeinsamen allgemeinen Steuerkreis bereitgestellt. Basierend auf der Stromrückmeldung, die als ein Strom ermittelt wird, der durch die dreiphasigen Stator-Erregerwicklung C1 fließt, und der Stromrückmeldung, die als ein Strom ermittelt wird, der durch die dreiphasige Stator-Erregerwicklung C2 fließt, berechnet der Servokreis S1 einen Gesamtwert oder einen Durchschnittswert dieser Stromrückmeldungen. Dann berechnet der Servokreis S1 basierend auf dem erhaltenen Strombefehl und dem berechneten Gesamtwert oder Durchschnittswert einen gleichen Spannungsbefehl und gibt diesen an die PWM-Inverter I1 und I2 aus. Der Servokreis S2 arbeitet in der gleichen Weise wie der Servokreis S1.
Wie vorstehend gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben, ist die Antriebsanordnung für den Motor, in dem eine Vielzahl von Erregerwicklungen, die mehrfach um denselben Zahn oder dieselbe Zahngruppe gewickelt sind, eine Erregerwicklungsgruppe bilden, derart konfiguriert, dass die mehrfach gewickelten mehreren Erregerwicklungen in der Erregerwicklungsgruppe jeweils mit einer Vielzahl von Invertern verbunden sind; die Inverter, die einer Erregerwicklungsgruppe entsprechen, sind mit einem Servokreis verbunden; und derselbe Spannungsbefehl wird von den Servokreisen an die jeweiligen Inverter bereitgestellt.
In dem Motor gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Unterschied bezüglich der elektrischen Eigenschaften zwischen den zwei Erregerwicklungen in derselben Erregerwicklungsgruppe gering, wenn die Achse des Rotors bezüglich der Achse des Stators fehlausgerichtet ist, während ein Unterschied bezüglich der elektrischen Eigenschaften zwischen zwei Erregerwicklungen in den verschiedenen Erregerwicklungsgruppen groß ist. In 6 wird ein gleicher Strombefehl für die Servokreise bereitgestellt, die die Ströme der jeweiligen Erregerwicklungsgruppen steuern; der Strom wird basierend auf dem Gesamtstromwert oder dem Durchschnittstromwert der zwei Erregerwicklungen gesteuert, die die Erregerwicklungsgruppe bilden; und jeder Servokreis stellt den gleichen Spannungsbefehl (PWM-Befehl) an die beiden Inverter bereit, die mit den jeweiligen zwei Erregerwicklungen verbunden sind, die die Erregerwicklungsgruppe bilden.
Gemäß der Antriebsanordnung der ersten Ausführungsform, in der die Erregerwicklungen der verschiedenen Erregerwicklungsgruppen um die verschiedenen Zahngruppen gewickelt sind, so dass die elektrischen Eigenschaften für verschiedene Erregerwicklungsgruppen dann unterschiedlich sind, wenn eine Fehlstellung der Achsen auftritt, wird der gleiche Strombefehl für dieselbe Erregerwicklungsgruppe bereitgestellt, so dass eine Steuerung durchgeführt werden kann, ohne dass Stromunregelmäßigkeiten aufgrund der Fehlausrichtung verursacht werden. Ferner ist der Strom dann, wenn die entsprechenden Inverter individuell einer PWM-Steuerung ausgesetzt sind, schwingend (oszillierend), da die zwei Erregerwicklungen, die dieselbe Erregerwicklungsgruppe bilden, mehrfach um dieselbe Zahngruppe gewickelt sind. In der Antriebsanordnung dieser Ausführungsform wird jedoch der gleiche Spannungsbefehl (PWM-Befehl) an die Inverter ausgegeben, die den zwei Erregerwicklungen entsprechen, die dieselbe Erregerwicklungsgruppe bilden, und somit ist der Strom nicht schwingend (oszillierend).
7 stellt einen Erregerwicklungsaufbau eines Motors dar, auf den die zweite Ausführungsform der Motorantriebsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird. 8 stellt eine Konfiguration der zweiten Ausführungsform dar. In der ersten Ausführungsform bilden die vier elektrisch voneinander unabhängigen dreiphasigen Stator-Erregerwicklungen zwei Erregerwicklungsgruppen, während in der zweiten Ausführungsform acht elektrisch unabhängige dreiphasige Stator-Erregerwicklungen zwei Stator-Erregerwicklungsgruppen bilden. Da dies der einzige Unterscheidungspunkt ist, wird auf eine nähere Erläuterung der zweiten Ausführungsform verzichtet.
Vorstehend wurden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise wird in den vorliegenden Ausführungsformen dreiphasig wechselnder Strom zum Erzeugen eines sich drehenden magnetischen Felds verwendet; jedoch kann auch ein mehrphasig wechselnder Strom neben dem dreiphasig wechselnden Strom verwendet werden.

Claims

Motorantriebsanordnung, die aufweist: einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2; C3, C4) ausgestattet ist, die voneinander als Stromkreise unabhängig sind, wobei jede der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2; C3, C4) mehrfach mit wenigstens einer weiteren Stator-Erregerwicklung um einen gleichen Zahn oder eine gleiche Zahngruppe gewickelt ist, um eine Vielzahl von Stator-Erregerwicklungsgruppen (G1; G2) zu bilden; eine Vielzahl von Invertern (I1, I2; I3, I4), die jeweils mit der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2; C3, C4) verbunden sind; und eine Vielzahl von Servokreisen (S1; S2), die für die jeweiligen Stator-Erregerwicklungsgruppen (G1; G2) vorgesehen sind, wobei der Servokreis (S1) mit der Vielzahl von Invertern (I1, I2) verbunden ist, die der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2) entsprechen, die zu der entsprechenden Stator-Erregerwicklungsgruppe (G1) gehören, und wobei der Servokreis (S1) eingerichtet ist, um basierend auf einem gleichen Strombefehl, den er von einem allgemeinen Steuerkreis erhalten hat, und basierend auf einem Gesamtwert oder einem Durchschnittswert einer Vielzahl von Stromrückmeldungen, die als Ströme ermittelt werden, die in der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen (C1, C2) fließen, die der Stator-Erregerwicklungsgruppe (G1) entsprechen, einen gleichen Spannungsbefehl zu berechnen und an die Vielzahl von Invertern (I1, I2) auszugeben, die der Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen entsprechen, die zu der Erregerwicklungsgruppe (G1) gehören.