JP2000324891A - Inverter drive motor - Google Patents

Inverter drive motor

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JP2000324891A
JP2000324891A JP11134742A JP13474299A JP2000324891A JP 2000324891 A JP2000324891 A JP 2000324891A JP 11134742 A JP11134742 A JP 11134742A JP 13474299 A JP13474299 A JP 13474299A JP 2000324891 A JP2000324891 A JP 2000324891A
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winding
inverter
stator
wound
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JP11134742A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaro Kaneko
雄太郎 金子
Shinichiro Kitada
真一郎 北田
Toshio Kikuchi
俊雄 菊池
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter drive motor circuit capable of suppressing high-frequency leakage current without providing noise filters. SOLUTION: In the inverter drive motor 4 comprising a stator for generating a revolving field, a rotor rotated by the field of the stator to generate mechanical power, and a plurality of systems of windings A, B for supplying power to the stator, thereby controlling currents supplied to the windings by a switching operation of the inverter 3 to generate a magnetic field in the stator, switching circuits 3A, 3B of the inverter 3 are controlled so that the total sum of terminal voltages of the windings becomes substantially constant. Furthermore, the windings are connected to eliminate voltage change at a neutral point of the windings of the respective phases, thereby obviating voltage change for the DC side of the inverter and suppressing generation of a high-frequency leakage current. The windings are respectively wound concentratedly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータが変換
する交流電力を電力源とするインバータ駆動モータに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter drive motor using AC power converted by an inverter as a power source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、バッテリーのような直流電源をイ
ンバータによって所定の周波数、電圧の交流電力に変換
し、あるいは、交流電源をコンバータ又は整流回路によ
って直流電力に変換し、さらにこの直流電力をインバー
タによって所定の周波数、電圧の交流電力に再変換し、
モータ電源とするインバータ駆動モータとして、図19
に示す構成のものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a DC power source such as a battery is converted into AC power of a predetermined frequency and voltage by an inverter, or an AC power source is converted into DC power by a converter or a rectifier circuit. Is converted to AC power of a predetermined frequency and voltage by
As an inverter drive motor used as a motor power supply, FIG.
Is known.

【0003】この従来のインバータ駆動モータは、直流
電源であるバッテリー1からの直流電力をリップル電流
低減のための電解コンデンサー2を介してインバータ3
に供給し、このインバータ3のスイッチング制御によ
り、所定の周波数、電圧のUVW3相の交流電力に変換
し、3相交流モータ4のステータのUVW各相の巻線に
給電する構成である。
In this conventional inverter drive motor, DC power from a battery 1 as a DC power supply is supplied to an inverter 3 via an electrolytic capacitor 2 for reducing a ripple current.
, And is converted into UVW three-phase AC power of a predetermined frequency and voltage by the switching control of the inverter 3, and the power is supplied to the UVW three-phase windings of the stator of the three-phase AC motor 4.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のインバータ駆動モータでは、次のような問題点が
あった。図20は、インバータ3の各スイッチング素子
SW1〜SW6を矩形波駆動させた場合のスイッチング
状態を示しているが、交流モータ4のUVW3相各相の
巻線の中性点の電圧は、各相のスイッチング素子のスイ
ッチングタイミングにより変動する。この結果、高周波
漏洩電流が発生し、当該交流モータを車両駆動に利用す
る場合、車載ラジオ等の車載電気機器にノイズが発生す
る。
However, such a conventional inverter drive motor has the following problems. FIG. 20 shows a switching state when each of the switching elements SW1 to SW6 of the inverter 3 is driven by a rectangular wave. The voltage at the neutral point of the winding of each of the three phases of UVW of the AC motor 4 is Fluctuates depending on the switching timing of the switching element. As a result, a high-frequency leakage current is generated, and when the AC motor is used for driving a vehicle, noise is generated in a vehicle-mounted electric device such as a vehicle-mounted radio.

【0005】この問題点を解決するために、図21に示
すように、インバータ3の直流側、交流側にコモンモー
ドリアクトルで成るノイズフィルタ5,6を直列に挿入
することにより、高周波漏洩電流を低減することがあ
る。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 21, noise filters 5 and 6 made of a common mode reactor are inserted in series on the DC side and the AC side of the inverter 3 to reduce the high frequency leakage current. May be reduced.

【0006】しかしながら、このようなコモンモードリ
アクトルを採用しても高周波漏洩電流の低減に十分な効
果が得られない問題点があり、また、リアクトルの容積
が大きく、重量もあるので、インバータ3のケース容量
が大きくなり、重量も重くなり、結果的に、車両への搭
載性が悪くなる問題点があった。加えて、リアクトルが
高価であるために、インバータの価格も高くなる問題点
もあった。
However, even if such a common mode reactor is employed, there is a problem that a sufficient effect of reducing the high frequency leakage current cannot be obtained. In addition, since the reactor has a large volume and a large weight, the inverter 3 has There is a problem that the case capacity is increased and the weight is increased, and as a result, the mountability to the vehicle is deteriorated. In addition, since the reactor is expensive, the price of the inverter is also high.

【0007】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、ノイズフィルタを設けることなく高
周波漏洩電流の発生を抑制することができ、インバータ
のケース容積も重量も大きくせず、コスト的にも高騰さ
せることのないインバータ駆動モータを提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and can suppress generation of high-frequency leakage current without providing a noise filter, without increasing the case volume and weight of the inverter. It is another object of the present invention to provide an inverter drive motor that does not increase in cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、回転
磁界を発生するステータ、前記ステータの前記回転磁界
により回転して機械的動力を発生するロータ及び前記ス
テータに電力を供給する複数系統の巻線を有し、インバ
ータの複数の並列のスイッチング回路それぞれに前記複
数系統の巻線それぞれを接続し、当該複数のスイッチン
グ回路のスイッチング動作によって前記複数系統の巻線
の端子電圧の総和がほぼ一定になるように前記複数系統
の巻線それぞれに流れる電流を制御するインバータ駆動
モータにおいて、前記複数系統の巻線を集中巻きにした
ものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stator for generating a rotating magnetic field, a rotor for generating mechanical power by rotating the stator by the rotating magnetic field, and a plurality of systems for supplying electric power to the stator. The windings of the plurality of systems are respectively connected to the plurality of parallel switching circuits of the inverter, and the total sum of the terminal voltages of the windings of the plurality of systems is substantially changed by the switching operation of the plurality of switching circuits. In an inverter drive motor for controlling a current flowing through each of the plurality of windings so as to be constant, the plurality of windings are concentratedly wound.

【0009】請求項1の発明のインバータ駆動モータで
は、ノイズフィルタを設けることなく高周波漏洩電流の
発生を抑制し、インバータのケース容積も重量も大きく
せず、コスト的にも高騰させることがない。
In the inverter drive motor according to the first aspect of the present invention, the occurrence of high-frequency leakage current is suppressed without providing a noise filter, the case volume and weight of the inverter are not increased, and the cost is not soared.

【0010】請求項2の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項1において、2個の前記スイッチング回路そ
れぞれに接続されている2系統の前記巻線それぞれが互
いに反対方向に巻かれたものであり、各系統の巻線長さ
が短くなる。
According to a second aspect of the present invention, in the inverter driving motor according to the first aspect, each of the two windings connected to each of the two switching circuits is wound in opposite directions. The winding length of each system is shortened.

【0011】請求項3の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項1において、2個の前記スイッチング回路そ
れぞれに接続されている2系統の前記巻線が交互に巻か
れたものであり、2系統の巻線によるトルクリップルが
改善される。
According to a third aspect of the present invention, in the inverter driving motor according to the first aspect, two windings connected to each of the two switching circuits are alternately wound. The torque ripple due to the winding is improved.

【0012】請求項4の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項2において、前記ステータのスロット数を通
常のスロット数の整数倍にし、前記2個のスイッチング
回路に接続されている前記2系統の巻線をそれぞれ反対
方向に巻いたものであり、各系統の巻線長さが短くな
り、またトルクリップルも改善される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter driving motor according to the second aspect, the number of slots of the stator is set to an integral multiple of a normal number of slots, and the two-system winding connected to the two switching circuits is provided. The wires are wound in opposite directions, so that the winding length of each system is shortened and the torque ripple is also improved.

【0013】請求項5の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項3において、前記ステータのスロット数を通
常のスロット数の整数倍にし、前記2個のスイッチング
回路に接続されている前記2系統の巻線を交互に巻いた
ものであり、トルクリップルがさらに改善される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the inverter driving motor according to the third aspect, the number of slots of the stator is set to an integral multiple of a normal number of slots, and the winding of the two systems connected to the two switching circuits is provided. The alternating winding of the wire further improves torque ripple.

【0014】請求項6の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項2〜5において、前記2系統の巻線それぞれ
を、各相ごとに並列巻きにしたものであり、それぞれの
巻線の各相での巻き方が同じにできて製造が簡単にな
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the inverter driving motor according to the second to fifth aspects, each of the two windings is wound in parallel for each phase. Can be wound in the same manner, thereby simplifying manufacturing.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
ノイズフィルタを設けることなく高周波漏洩電流の発生
を抑制し、しかもインバータのケース容積も重量も大き
くせず、コスト的にも高騰させることがない。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
The generation of high-frequency leakage current is suppressed without providing a noise filter, and the case volume and weight of the inverter are not increased, and the cost is not soared.

【0016】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
の効果に加えて、各系統の巻線長さを短くすることがで
きる。
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, the winding length of each system can be shortened.

【0017】請求項3の発明によれば、請求項1の発明
の効果に加えて、2系統の巻線によるトルクリップルが
改善できる。
According to the third aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the torque ripple due to the two windings can be improved.

【0018】請求項4の発明によれば、請求項2の発明
の効果に加えて、トルクリップルも改善できる。
According to the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention of claim 2, torque ripple can be improved.

【0019】請求項5の発明によれば、請求項3の発明
の効果に加えて、トルクリップルがさらに改善できる。
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effect of the third aspect of the invention, the torque ripple can be further improved.

【0020】請求項6の発明によれば、請求項2〜5の
発明の効果に加えて、それぞれの巻線の各相での巻き方
が同じにできて製造が簡単である。
According to the sixth aspect of the invention, in addition to the effects of the second to fifth aspects, the windings of the respective windings in the respective phases can be made the same, thereby simplifying the manufacture.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図1は本発明の第1の実施の形態の
回路構成を示している。3相交流モータ4のステータに
は、巻線Aと巻線BがU相、V相、W相にそれぞれ並列
に巻かれていて、巻線A、巻線Bそれぞれがインバータ
3のスイッチング回路3A,3Bから3相交流電力を受
けるように接続してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration of the first embodiment of the present invention. On the stator of the three-phase AC motor 4, a winding A and a winding B are wound in parallel with a U-phase, a V-phase, and a W-phase, respectively. , 3B so as to receive three-phase AC power.

【0022】インバータ3のA,B2系統のスイッチン
グ回路3A,3Bは並列に構成してあり、スイッチング
回路3Aには、スイッチング素子SW1〜SW6、スイ
ッチング回路3Bには、スイッチング素子SW7〜SW
12がブリッジに組んである。また、インバータ3のス
イッチング素子SW1〜SW12各々のオン/オフ駆動
のためにコントロールユニット10が備えられている。
The switching circuits 3A and 3B of the two systems A and B of the inverter 3 are configured in parallel. The switching circuit 3A has switching elements SW1 to SW6, and the switching circuit 3B has switching elements SW7 to SW.
12 is assembled in a bridge. Further, a control unit 10 is provided for on / off driving of each of the switching elements SW1 to SW12 of the inverter 3.

【0023】このコントロールユニット10は、モータ
4のステータ巻線Aと巻線Bそれぞれに電流を供給する
インバータ3のスイッチング回路3A,3Bでスイッチ
ングを正反対に行わせるために、例えばU相においては
スイッチング素子SW1とスイッチング素子SW8、ま
たスイッチング素子SW2とスイッチング素子SW7と
を同じ信号で駆動するようにしてある。そしてコントロ
ールユニット10は、図2(a),(b)に示すように
両スイッチング回路3A,3Bのスイッチング素子SW
1〜SW12を60°間隔でオン/オフ状態を切り替え
る制御をする。以下、説明を簡明にするために各スイッ
チング素子を矩形波駆動するものとして説明する。
The control unit 10 controls the switching circuits 3A and 3B of the inverter 3 for supplying current to the stator winding A and the winding B of the motor 4 in the opposite manner. The element SW1 and the switching element SW8, and the switching element SW2 and the switching element SW7 are driven by the same signal. Then, as shown in FIGS. 2A and 2B, the control unit 10 switches the switching elements SW of the two switching circuits 3A and 3B.
Control is performed to switch on / off states of 1 to SW12 at 60 ° intervals. Hereinafter, for the sake of simplicity, the description will be made assuming that each switching element is driven by a rectangular wave.

【0024】図2(a)はスイッチング回路3Aのスイ
ッチング動作によるモータ巻線A側の電流状態を示して
いる。ここで、“H”はスイッチングがオン状態、
“L”はスイッチングがオフ状態を示すものとする。ス
イッチングは、60°間隔で“H”,“L”を切り替え
ることにより、同図のようなU,V,W各相の電流の流
れができ、モータが回転する。
FIG. 2A shows a current state on the motor winding A side by the switching operation of the switching circuit 3A. Here, “H” indicates that the switching is in the on state,
“L” indicates that the switching is off. By switching “H” and “L” at intervals of 60 °, current flows of the U, V, and W phases as shown in FIG.

【0025】このときのU,V,W相の中性点NAの電
圧は、インバータ3の入力電圧をEdとした場合、1/
3Edから2/3Edの間で変動する。
At this time, the voltage at the neutral point NA of the U, V, and W phases is 1/1 when the input voltage of the inverter 3 is Ed.
It varies between 3 Ed and 2/3 Ed.

【0026】これに対して、スイッチング回路3Bのス
イッチング動作によるモータ巻線B側の電流状態は図2
(b)に示したように、U,V,W各相での“H”,
“L”のスイッチング動作を正反対に行なう。これによ
り、同図のようなU,V,W各相の電流の流れができ、
このときのU,V,W相の中性点NBの電圧は、インバ
ータ3の入力電圧をEdとした場合、やはり1/3Ed
から2/3Edの間で変動する。しかしながら、例え
ば、スイッチング素子SW1が“H”の時にはスイッチ
ング素子SW7は“L”、スイッチング素子SW2が
“L”の時にはスイッチング素子SW8は“H”という
ように、U,V,W各相でのスイッチングをスイッチン
グ回路3A、3Bで正反対に行うので、スイッチングタ
イミングに対する電圧値は巻線Aに対するものとは異な
る。
On the other hand, the current state on the motor winding B side by the switching operation of the switching circuit 3B is shown in FIG.
As shown in (b), “H”,
The "L" switching operation is performed in the opposite direction. As a result, current flows of the U, V, and W phases as shown in FIG.
At this time, the voltage at the neutral point NB of the U, V, and W phases is also 1/3 Ed when the input voltage of the inverter 3 is Ed.
To 2/3 Ed. However, for example, when the switching element SW1 is “H”, the switching element SW7 is “L”, and when the switching element SW2 is “L”, the switching element SW8 is “H”. Since the switching is performed in the opposite manner in the switching circuits 3A and 3B, the voltage value for the switching timing is different from that for the winding A.

【0027】モータ4の端子電圧の総和は、巻線Aと巻
線Bのそれぞれの中性点NA,NBの電圧の合計であ
り、図2(c)に示すようになる。この結果、モータ4
の端子電圧の総和は、スイッチングタイミングによらず
常に3/3Edとなり、インバータ3の直流側に高周波
電流が漏洩するのを抑えることができる。
The sum of the terminal voltages of the motor 4 is the sum of the voltages at the neutral points NA and NB of the winding A and the winding B, as shown in FIG. As a result, the motor 4
Is always 3/3 Ed irrespective of the switching timing, and the leakage of the high-frequency current to the DC side of the inverter 3 can be suppressed.

【0028】しかしながら、この状態ではまだ、交流モ
ータ4の巻線A,Bの接続状態は図3に示した状態であ
る。いま、位相角60°の状態で巻線Aに流れる電流
は、U相からV相,W相に同時に流れ出す。そして、巻
線Bに流れる電流は、V相,W相からU相に同時に流れ
込む。したがって、巻線A,BでU,V,W各相の電流
の流れる方向がちょうど逆向きになって、誘起される磁
束が互い打ち消し合うことになり、モータを駆動するこ
とができない。
However, in this state, the connection between the windings A and B of the AC motor 4 is still the state shown in FIG. Now, the current flowing through the winding A at the phase angle of 60 ° flows simultaneously from the U phase to the V phase and the W phase. Then, the current flowing through the winding B flows simultaneously from the V phase and the W phase into the U phase. Therefore, the directions in which the currents of the U, V, and W phases flow in the windings A and B are just opposite, and the induced magnetic fluxes cancel each other out, so that the motor cannot be driven.

【0029】そこで、この実施の形態の場合、図1にお
いてモータ4の部分に示しているように、スイッチング
回路3Bと巻線Bにおける中性点NBとの接続を、スイ
ッチング回路3Aと巻線Aにおける中性点NAとの接続
の場合とは逆向きにし、巻線Bには図2(d)に示した
ように巻線Aと同じ向きの電流を流し、この結果とし
て、モータ4を正常に駆動できるようにしている。
Therefore, in the case of this embodiment, the connection between the switching circuit 3B and the neutral point NB in the winding B is established by the switching circuit 3A and the winding A, as shown in the motor 4 in FIG. 2A, a current is applied to the winding B in the same direction as that of the winding A as shown in FIG. 2D. Can be driven.

【0030】これにより、上述したように巻線A、巻線
Bの中性点NA,NBの電圧の合計であるモータ4の端
子電圧の総和を一定にして、高周波電流が発生しない回
路にして、モータのインバータ駆動が可能となる。
As a result, as described above, the sum of the terminal voltages of the motor 4, which is the sum of the voltages at the neutral points NA and NB of the windings A and B, is made constant, and a high-frequency current is not generated. In addition, the motor can be driven by an inverter.

【0031】なお、上記では、インバータ3のスイッチ
ング素子のオン/オフ制御に図4(a)に示したような
矩形波信号を用いたが、これに限定されるわけではな
く、同図(b)に示したような駆動波形がPWMによる
正弦波駆動であってもよい。そしてこのPWMによる駆
動の場合には、図5(a),(b)に示したように、各
スイッチングSW1〜SW12それぞれにおけるオン/
オフの切替タイミングがきわめて速くなるが、制御原理
的には上記の実施の形態の場合と同様であり、各タイミ
ングにおいて、例えば、スイッチング素子SW1が
“H”の時にはスイッチング素子SW7は“L”、スイ
ッチング素子SW2が“L”の時にはスイッチング素子
SW8は“H”というように、U,V,W各相でのスイ
ッチングをスイッチング回路3A、3Bで正反対に行
う。
In the above description, a rectangular wave signal as shown in FIG. 4A is used for the on / off control of the switching element of the inverter 3, but the present invention is not limited to this. The driving waveform shown in ()) may be a sine wave driving by PWM. In the case of driving by PWM, as shown in FIGS. 5A and 5B, the ON / OFF of each of the switching SW1 to SW12 is performed.
Although the OFF switching timing is extremely fast, the control principle is the same as in the above embodiment. At each timing, for example, when the switching element SW1 is “H”, the switching element SW7 is “L”, When the switching element SW2 is at "L", the switching element SW8 performs "H" so that the switching in each of the U, V, and W phases is performed by the switching circuits 3A and 3B in the opposite manner.

【0032】これにより、同図(c)に示したように、
巻線Aと巻線Bのそれぞれの中性点NA,NBの電圧の
合計であるモータ4の端子電圧の総和は、スイッチング
タイミングによらず常に3/3Edとなり、インバータ
3の直流側に高周波電流が漏洩するのを抑えることがで
きる。
As a result, as shown in FIG.
The sum of the terminal voltages of the motor 4, which is the sum of the voltages at the neutral points NA and NB of the winding A and the winding B, is always 3 / 3Ed regardless of the switching timing. Can be prevented from leaking.

【0033】次に、巻線A,Bの巻き方を図6,図7に
基づいて説明する。図6及び図7は、3相8極、12ス
ロットの集中巻きのモータにあって、2つのスイッチン
グ回路3A,3Bそれぞれから電流の供給を受けるA,
B2つの巻線系統の巻き方を示している。
Next, how to wind the windings A and B will be described with reference to FIGS. FIGS. 6 and 7 show a three-phase, eight-pole, 12-slot concentrated winding motor in which current is supplied from two switching circuits 3A and 3B, respectively.
B shows how to wind two winding systems.

【0034】巻線は、U,V,W,U,V,W,U′,
V′,W′,U′,V′,W′の順番に巻いている。そ
して、UVWの巻線系統AとU′V′W′の巻線系統B
とで各々巻線方向を逆向きにしている。
The windings are U, V, W, U, V, W, U ',
V ', W', U ', V', W 'are wound in this order. Then, a winding system A of UVW and a winding system B of U'V'W '
And the winding directions are reversed.

【0035】この巻き方により、A,Bそれぞれの同系
統の巻線を隣り合わせに巻くことにより、巻線の長さを
最短にすることができる。
According to this winding method, the lengths of the windings can be minimized by winding the windings of the same system of A and B side by side.

【0036】また、巻線の巻き方は、図8及び図9に示
したものにすることもできる。図8及び図9は上記と同
様、3相8極、12スロットの集中巻きのモータにあっ
て、巻線をU,V,W,U′,V′,W′,U,V,
W,U′,V′,W′の順番に巻いている。そして、U
VWの巻線系統AとU′V′W′の巻線系統Bとで各々
巻線方向を逆向きにしている。
Further, the winding method of the winding may be the one shown in FIGS. FIGS. 8 and 9 show a three-phase, eight-pole, 12-slot concentrated winding motor having windings U, V, W, U ', V', W ', U, V,
W, U ', V', W 'are wound in this order. And U
The winding directions of the VW winding system A and U'V'W 'winding system B are reversed.

【0037】このように、巻線A,Bそれぞれを同系統
の巻線をステータの中心を挟んで対向する位置に巻くこ
とにより、製造上存在する巻線系統のアンバランスによ
るトルクリップルを少なくできる。
As described above, by winding each of the windings A and B at the position facing each other across the center of the stator, torque ripple due to unbalance of the winding system existing in manufacturing can be reduced. .

【0038】また、巻線の巻き方は、図10及び図11
に示したものにすることもできる。図10及び図11は
上記と同様、3相8極、12スロットの集中巻きのモー
タにあって、巻線をU,V′,W,U′,V,W′,
U,V′,W,U′,V,W′の順番に巻いている。そ
して、UVWの巻線系統AとU′V′W′の巻線系統B
とで各々巻線方向を逆向きにしている。
The winding method of the winding is shown in FIGS.
It can also be as shown in. FIGS. 10 and 11 show a three-phase, eight-pole, 12-slot concentrated winding motor having windings U, V ', W, U', V, W ',
It winds in the order of U, V ', W, U', V, W '. Then, a winding system A of UVW and a winding system B of U'V'W '
And the winding directions are reversed.

【0039】このように、巻線A,Bそれぞれを同系統
の巻線をステータの中心を挟んで対向する位置に巻き、
また隣に必ず別系統の巻線が来るように巻くことによ
り、製造上存在する巻線系統のアンバランス、またエン
ドコイル部でのアンバランスが解消でき、トルクリップ
ルをさらに効果的に小さくできる。
As described above, the windings A and B are wound at the positions facing each other with the windings of the same system sandwiching the center of the stator.
In addition, by winding such that a winding of another system always comes next to it, the unbalance of the winding system existing in manufacturing and the unbalance in the end coil portion can be eliminated, and the torque ripple can be reduced more effectively.

【0040】さらに、上記の各例ではUVW各相の巻線
を順次巻いていく直列巻であったが、図12に示したよ
うに、上記のいずれの例でも、UVW各相の巻線を電気
的な設計、製造上の要求により並列巻きにすることもで
きる。
Further, in each of the above examples, the winding of each phase of the UVW is wound in series, but as shown in FIG. 12, in each of the above examples, the winding of each phase of the UVW is changed. It can be wound in parallel depending on the requirements of electrical design and manufacturing.

【0041】次に、本発明の第2の実施の形態を図13
〜図18に基づいて説明する。第2の実施の形態のイン
バータ駆動モータの回路構成は、図1に示した第1の実
施の形態と同じであり、2系統の巻線A,Bそれぞれに
対してインバータ3の並列で、かつスイッチング素子S
W1〜SW6;SW7〜SW12が正反対にオン/オフ
動作するスイッチング回路3A,3Bそれぞれから電流
が供給される接続である。しかしながら、交流モータ4
の構造は第1の実施の形態とは異なっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. The circuit configuration of the inverter drive motor according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1. Inverters 3 are connected in parallel to the two windings A and B, respectively. Switching element S
W1 to SW6; connections in which current is supplied from each of the switching circuits 3A and 3B in which SW7 to SW12 perform on / off operations in opposite directions. However, AC motor 4
Is different from that of the first embodiment.

【0042】第2の実施の形態では、交流モータ4のス
テータのスロット数が、3相8極モータの通常のスロッ
ト数12に対して、その整数N(ここでは、N=2)倍
の24である。
In the second embodiment, the number of slots in the stator of the AC motor 4 is 24 times the integer N (here, N = 2) times the normal number of slots 12 in the three-phase eight-pole motor. It is.

【0043】巻線A,Bそれぞれの巻き方は、U,V,
W,U,V,W,U,V,W,U,V,W,U′,
V′,W′,U′,V′,W′,U′,V′,W′,
U′,V′,W′の順番に巻く。そして、スロット数が
通常の2倍にしてあるので、同系統の巻線を隣り合わせ
て巻くときに、正(U,V,W,U′,V′,W′と表
示)、逆(′,′,′と表示)に巻
いている。また、A,Bそれぞれの別系統の巻線は、第
1の実施の形態と同様に、ステータの中心を挟んで互い
に対向する位置の別系統同相の巻線が逆向きになるよう
に巻いている。
The windings of the windings A and B are U, V,
W, U, V, W, U, V, W, U, V, W, U ',
V ', W', U ', V', W ', U', V ', W',
Wind in the order of U ', V', W '. Since the number of slots is twice as large as normal, when windings of the same system are wound side by side, forward (indicated as U, V, W, U ', V', W ') and reverse ( U , V). V , W , U ', V ', W '). Further, similarly to the first embodiment, the windings of the different systems A and B are wound such that the windings of the different systems at the positions facing each other across the center of the stator are in opposite directions. I have.

【0044】つまり、U,,W,,V,,U,
,W,,V,,U′,′,W′,′,V′,
′,U′,′,W′,′,V′,′と巻いてあ
る。
That is, U, V , W, U , V, W , U,
V , W, U , V, W , U ', V ', W ', U ', V ',
W ', U', V ', W', U ', V', W 'are wound.

【0045】この第2の実施の形態における第1の巻線
例では、図6に示した第1の実施の形態の第1の巻線例
と同様、同系統の巻線を隣り合わせで巻くことにより、
巻線の長さを最短にすることができる。
In the first winding example of the second embodiment, similar windings of the same system are wound next to each other as in the first winding example of the first embodiment shown in FIG. By
The length of the winding can be minimized.

【0046】この第2の実施の形態において、巻線の巻
き方は図15及び図16に示した別のものにすることが
できる。図15及び図16に示した巻線の巻き方は、3
相8極、24スロットの集中巻きのモータにあって、巻
線をU,V,W,U′,V′,W′,U,V,W,
U′,V′,W′,U,V,W,U′,V′,W′,
U,V,W,U′,V′,W′の順番に巻いている。そ
して、UVWの巻線系統AとU′V′W′の巻線系統B
とで巻線方向を同じにし、各系統のV相だけを他と逆向
きに巻いている。
In the second embodiment, the windings can be wound in different manners as shown in FIGS. The winding method of the winding shown in FIGS.
In a concentrated winding motor having 8 phases and 24 slots, the windings are U, V, W, U ', V', W ', U, V, W,
U ', V', W ', U, V, W, U', V ', W',
It is wound in the order of U, V, W, U ', V', W '. Then, a winding system A of UVW and a winding system B of U'V'W '
, And the winding direction is the same, and only the V phase of each system is wound in the opposite direction to the others.

【0047】つまり、U,,W,U′,′,W′,
U,,W,U′,′,W′,U,,W,U′,
′,W′,U,,W,U′,′,W′と巻いてあ
る。
That is, U, V , W, U ', V ', W ',
U, V , W, U ', V ', W ', U, V , W, U',
V ', W', U, V , W, U ', V ', W 'are wound.

【0048】このような巻き方を採用することにより、
別系統であっても同相であれば同じ方向に巻くことがで
き、製造が容易になる。
By adopting such a winding method,
Even in the case of another system, if they are in the same phase, they can be wound in the same direction, which facilitates production.

【0049】加えて、同系統の巻線をステータの中心を
挟んで相対向して巻くことになるので、製造上存在する
巻線系統のアンバランスによるトルクリップルを少なく
することができる。
In addition, since the windings of the same system are wound facing each other with the center of the stator interposed therebetween, torque ripple due to unbalance of the winding system existing in manufacturing can be reduced.

【0050】第2の実施の形態において、巻線の巻き方
は図17及び図18に示したさらに別のものにすること
もできる。図17及び図18に示した巻線の巻き方は、
3相8極、24スロットの集中巻きのモータにあって、
巻線をU,V′,W,U′,V,W′,U,V′,W,
U′,V,W′,U,V′,W,U′,V,W′,U,
V′,W,U′,V,W′の順番に巻いている。
In the second embodiment, the winding of the winding can be made different from those shown in FIGS. 17 and 18. The winding method of the winding shown in FIGS. 17 and 18 is as follows.
In a 3-phase, 8-pole, 24-slot concentrated winding motor,
The windings are U, V ', W, U', V, W ', U, V', W,
U ', V, W', U, V ', W, U', V, W ', U,
V ', W, U', V, W 'are wound in this order.

【0051】この場合、すべての巻線を同じ方向に、ま
た同じ長さに巻くことができ、製造が容易になる。
In this case, all the windings can be wound in the same direction and the same length, which facilitates manufacture.

【0052】加えて、隣に別系統の巻線を巻くことによ
り、エンドコイル部でもアンバランスが解消でき、トル
クリップルをきわめて小さくできる。また、インバータ
3のスイッチング回路3A,3Bのいずれか一方が故障
した場合にも、健全な他方のスイッチング回路だけでモ
ータを駆動することができ(回転方向は逆になるが)、
耐故障性が高く、信頼性が高い。
In addition, by winding another type of winding next to it, imbalance can be eliminated even at the end coil portion, and the torque ripple can be extremely reduced. Also, even if one of the switching circuits 3A and 3B of the inverter 3 fails, the motor can be driven only by the other healthy switching circuit (although the rotation direction is reversed),
High fault tolerance and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記の実施の形態における交流モータの各相の
巻線に流れる電流と中性点の電圧の電気角による変動を
示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing fluctuations of a current flowing through each phase winding of the AC motor and a voltage of a neutral point due to an electrical angle in the embodiment.

【図3】交流モータの端子電圧の総和を時間的に一定に
するインバータと交流モータの巻線の接続関係を示す回
路(ただし、モータトルクを発生させることはできない
回路)の回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram of a circuit (a circuit that cannot generate motor torque) showing a connection relationship between an inverter and a winding of an AC motor that makes the total of terminal voltages of the AC motor constant over time.

【図4】上記の実施の形態におけるインバータの矩形波
駆動時、PWM駆動時それぞれの各相のスイッチング駆
動波形を示す波形図。
FIG. 4 is a waveform chart showing switching drive waveforms of each phase during rectangular wave driving and PWM driving of the inverter according to the embodiment.

【図5】上記の実施の形態におけるPWM駆動時の交流
モータの各相の巻線に流れる電流と中性点の電圧の電気
角による変動を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a change in a current flowing through windings of each phase of an AC motor and a voltage at a neutral point due to an electrical angle during PWM driving in the embodiment.

【図6】上記の実施の形態における1つの巻き方で巻い
たモータ巻線の状態を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of a motor winding wound by one winding method in the embodiment.

【図7】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き方
を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing how to wind the above windings in the above embodiment.

【図8】上記の実施の形態における他の巻き方で巻いた
モータ巻線の状態を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state of a motor winding wound by another winding method in the embodiment.

【図9】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き方
を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing how to wind the windings in the embodiment.

【図10】上記の実施の形態におけるさらに他の巻き方
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of a motor winding wound in still another winding manner in the embodiment.

【図11】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how to wind the windings in the embodiment.

【図12】上記の実施の形態におけるさらに他の巻き方
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state of a motor winding wound in still another winding mode in the embodiment.

【図13】本発明の第2の実施の形態における1つの巻
き方で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state of a motor winding wound in one winding method according to the second embodiment of the present invention.

【図14】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing how to wind the windings in the embodiment.

【図15】上記の実施の形態における別の巻き方で巻い
たモータ巻線の状態を示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state of a motor winding wound by another winding method in the embodiment.

【図16】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing how to wind the windings in the embodiment.

【図17】上記の実施の形態におけるさらに別の巻き方
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a state of a motor winding wound in still another winding manner in the embodiment.

【図18】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing how to wind the windings in the embodiment.

【図19】従来例の回路図。FIG. 19 is a circuit diagram of a conventional example.

【図20】上記の従来例における交流モータの各相の巻
線に流れる電流と中性点の電圧の電気角による変動を示
す説明図。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a change in the current flowing through each phase winding of the AC motor and the voltage at the neutral point due to the electrical angle in the conventional example.

【図21】他の従来例の回路図。FIG. 21 is a circuit diagram of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バッテリー 2 電解コンデンサー 3 インバータ 3A,3B スイッチング回路 4 交流モータ SW1〜SW12 スイッチング素子 NA,NB 中性点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Electrolytic capacitor 3 Inverter 3A, 3B Switching circuit 4 AC motor SW1-SW12 Switching element NA, NB Neutral point

フロントページの続き (72)発明者 菊池 俊雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 5H576 AA15 BB03 BB04 BB05 BB06 CC02 DD02 DD04 DD05 EE11 HA01 HB02 KK08 LL22 LL24 LL41 Continued on the front page (72) Inventor Toshio Kikuchi 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5H576 AA15 BB03 BB04 BB05 BB06 CC02 DD02 DD04 DD05 EE11 HA01 HB02 KK08 LL22 LL24 LL41

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転磁界を発生するステータ、前記ステ
ータの前記回転磁界により回転して機械的動力を発生す
るロータ及び前記ステータに電力を供給する複数系統の
巻線を有し、インバータの複数の並列のスイッチング回
路それぞれに前記複数系統の巻線それぞれを接続し、当
該複数のスイッチング回路のスイッチング動作によって
前記複数系統の巻線の端子電圧の総和がほぼ一定になる
ように前記複数系統の巻線それぞれに流れる電流を制御
するインバータ駆動モータにおいて、 前記複数系統の巻線が集中巻きであることを特徴とする
インバータ駆動モータ。
An inverter includes a stator that generates a rotating magnetic field, a rotor that rotates by the rotating magnetic field of the stator to generate mechanical power, and a plurality of windings that supply power to the stator. The plurality of windings are connected to the respective parallel switching circuits, and the plurality of windings are connected such that the sum of terminal voltages of the plurality of windings becomes substantially constant by switching operations of the plurality of switching circuits. An inverter drive motor for controlling current flowing in each of the plurality of systems, wherein the plurality of windings are concentrated windings.
【請求項2】 2個の前記スイッチング回路それぞれに
接続されている2系統の前記巻線それぞれが互いに反対
方向に巻かれていることを特徴とする請求項1に記載の
インバータ駆動モータ。
2. The inverter drive motor according to claim 1, wherein the two windings connected to the two switching circuits are wound in opposite directions.
【請求項3】 2個の前記スイッチング回路それぞれに
接続されている2系統の前記巻線が交互に巻かれている
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ駆動モー
タ。
3. The inverter drive motor according to claim 1, wherein two windings connected to each of the two switching circuits are wound alternately.
【請求項4】 前記ステータのスロット数を通常のスロ
ット数の整数倍にし、前記2個のスイッチング回路に接
続されている前記2系統の巻線をそれぞれ反対方向に巻
いたことを特徴とする請求項2に記載のインバータ駆動
モータ。
4. The method according to claim 1, wherein the number of slots of the stator is set to an integral multiple of a normal number of slots, and the two windings connected to the two switching circuits are wound in opposite directions. Item 3. An inverter drive motor according to item 2.
【請求項5】 前記ステータのスロット数を通常のスロ
ット数の整数倍にし、前記2個のスイッチング回路に接
続されている前記2系統の巻線を交互に巻いたことを特
徴とする請求項3に記載のインバータ駆動モータ。
5. The method according to claim 3, wherein the number of slots of the stator is set to an integral multiple of a normal number of slots, and the two windings connected to the two switching circuits are alternately wound. An inverter drive motor according to claim 1.
【請求項6】 前記2系統の巻線それぞれにおいて、各
相ごとに並列巻きにしたことを特徴とする請求項2〜5
のいずれかに記載のインバータ駆動モータ。
6. A winding system according to claim 2, wherein each of said two windings is wound in parallel for each phase.
An inverter drive motor according to any one of the above.
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