JP2001090670A - Hydraulic device - Google Patents

Hydraulic device

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JP2001090670A
JP2001090670A JP27027099A JP27027099A JP2001090670A JP 2001090670 A JP2001090670 A JP 2001090670A JP 27027099 A JP27027099 A JP 27027099A JP 27027099 A JP27027099 A JP 27027099A JP 2001090670 A JP2001090670 A JP 2001090670A
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Japan
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torque
hydraulic pump
inverter
hydraulic
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JP27027099A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yamai
広之 山井
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic device aiming at the matching of the operation range required by a hydraulic pump with the operation area of a motor, and aiming at the miniaturization of a device and lowering of the cost while lowering the motor capacity. SOLUTION: This hydraulic device drives a hydraulic pump with a motor to be driven by an inverter, and as the motor, a switched reluctance motor 1 is used. The switched reluctance motor 1 can lower the reverse electromotive voltage of the motor with the weak magnetic flux control, and in a rectangular coordinate (torque-rotating speed) expressed with a figure 3, inverse proportional curve-like operation area can be realized. With this invention, operation rang matching with the operation (waiting to holding, holding to waiting) of a clamp of a lathe can be realized, and the motor capacity is reduced, and the cost is lowered, and miniaturization of the device is realized.

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】この発明は、インバータで駆
動されるモータによって油圧ポンプを駆動する油圧装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic device for driving a hydraulic pump by a motor driven by an inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、油圧ポンプは一定速モータで駆動
される。この油圧ポンプによって発生されたポンプ吐出
圧力を、負荷側に必要な駆動圧力に対応させてリリーフ
弁などで逃がすポンプ制御方式がある。また、油圧ポン
プの吐出圧力を所定圧力にするためのコンパレータ弁を
設け、ポンプ斜板を揺動させてポンプ吐出量を制御する
ポンプ制御方式もある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic pump is driven by a constant speed motor. There is a pump control system in which a pump discharge pressure generated by the hydraulic pump is released by a relief valve or the like in accordance with a drive pressure required on the load side. There is also a pump control system in which a comparator valve for setting the discharge pressure of the hydraulic pump to a predetermined pressure is provided, and the pump swash plate is swung to control the pump discharge amount.

【0003】しかし、前者のポンプ制御方式では、リリ
ーフ弁で逃す圧力がそのままエネルギ損失となる上に、
油圧ポンプとリリーフ弁間や油圧ポンプと一定速モータ
と間の伝達効率に起因するエネルギ損失が発生してい
た。
[0003] However, in the former pump control system, the pressure released by the relief valve becomes energy loss as it is,
Energy loss has occurred due to transmission efficiency between the hydraulic pump and the relief valve or between the hydraulic pump and the constant speed motor.

【0004】また、後者のポンプ制御方式においても、
油圧ポンプと一定速モータとの間の伝達効率に起因する
エネルギ損失が発生していた。
In the latter pump control system,
Energy loss has occurred due to transmission efficiency between the hydraulic pump and the constant speed motor.

【0005】ところで、近年、地球環境保護の観点か
ら、工場に対する省エネルギに対するニーズの高まりを
受け、油圧ポンプを駆動するモータの回転数をインバー
タにより可変することにより省エネルギを可能にしたイ
ンバータ油圧ポンプシステムが提案されている。
In recent years, from the viewpoint of protection of the global environment, the need for energy saving in factories has been increasing, and an inverter hydraulic pump capable of saving energy by varying the rotation speed of a motor for driving the hydraulic pump by means of an inverter. A system has been proposed.

【0006】図7に、上記インバータ油圧ポンプシステ
ムの一例を示す。このシステムは、インバータ101と
モータ102を有するインバータ−モータ系を備え、イ
ンバータ101によって可変速駆動されるモータ102
が油圧ポンプ103を駆動するシステムである。この油
圧ポンプ103が吐出する作動油の圧力(または吐出量)
は、電気信号に変換されて、油圧制御部105に入力さ
れる。この油圧制御部105は、速度制御部106に速
度指令信号を出力し、速度制御部106,波形制御部1
07,速度検出部108でもって、上記作動油の圧力(ま
たは吐出量)が所定値となるように電子制御が行われ
る。
FIG. 7 shows an example of the inverter hydraulic pump system. This system includes an inverter-motor system having an inverter 101 and a motor 102, and a motor 102 driven at a variable speed by the inverter 101.
Is a system for driving the hydraulic pump 103. Pressure (or discharge amount) of hydraulic oil discharged by this hydraulic pump 103
Is converted into an electric signal and input to the hydraulic control unit 105. The hydraulic control unit 105 outputs a speed command signal to the speed control unit 106, and the speed control unit 106, the waveform control unit 1
07, electronic control is performed by the speed detection unit 108 such that the pressure (or discharge amount) of the hydraulic oil becomes a predetermined value.

【0007】ところで、油圧ポンプ103を駆動するモ
ータ102の出力容量は、図5(A)に示すように、油圧
ポンプ103の最大流量Qmax時に最大圧力Pmaxが保持
できるように決められていた。ここで、ポンプ圧力(M
Pa)はモータトルクτ(Nm)に比例し、ポンプ流量Q
(l/分)は回転速度N(rps)に比例する。このため、モー
タ102の運転範囲としては、図5(B)に示す(トルク-
回転速度)特性のように、矩形状の領域が要求されてい
た。
The output capacity of the motor 102 for driving the hydraulic pump 103 has been determined so that the maximum pressure Pmax can be maintained when the hydraulic pump 103 has the maximum flow rate Qmax, as shown in FIG. Here, the pump pressure (M
Pa) is proportional to the motor torque τ (Nm), and the pump flow rate Q
(1 / min) is proportional to the rotation speed N (rps). Therefore, the operating range of the motor 102 is shown in FIG.
As in the case of (rotation speed) characteristics, a rectangular area has been required.

【0008】したがって、モータ102の所要容量P
は、 P=2π・Nmax・τmax ……(1) と算定されていた。
Therefore, the required capacity P of the motor 102
Is calculated as P = 2π · Nmax · τmax (1)

【0009】ここで、油圧ポンプ103で駆動されるア
クチュエータとして多用されている旋盤のクランプの動
作について説明する。このクランプが開口している状態
(以降、待機状態と略称)並びに、ワークを固定,保持し
ている状態(以下、保持状態と略称)では、大きな圧力を
必要とする。一方、クランプを待機状態から保持状態、
もしくは保持状態から待機状態に至る過程(以下、遷移
状態と略称)では、クランプの移動に要する力のみが必
要になる。
The operation of a lathe clamp, which is frequently used as an actuator driven by the hydraulic pump 103, will be described. This clamp is open
(Hereinafter, abbreviated as a standby state) and a state in which the work is fixed and held (hereinafter, abbreviated as a held state) requires a large pressure. On the other hand, the clamp is held from the standby state,
Alternatively, in the process from the holding state to the standby state (hereinafter abbreviated as a transition state), only the force required to move the clamp is required.

【0010】したがって、この遷移状態では、所要の圧
力は低くてよいが、作動油流量を増し、クランプの移動
速度を速めて短時間にワークを取り替えるようにしてい
る。
Therefore, in this transition state, although the required pressure may be low, the flow rate of the working oil is increased, the moving speed of the clamp is increased, and the work is replaced in a short time.

【0011】図6(A)に示すように、このクランプの一
連の(待機→保持、保持→待機)動作に対応した(流量−
圧力)軌跡は、流量Qmax(圧力Pmin)のポイントG1と
流量Qmin(圧力Pmax)のポイントG2とを結ぶ傾斜線分
L1となる。この傾斜線分L1は原点に向かって若干た
わんでいる。また、図6(B)に実線L2で示すように、
上記(待機→保持、保持→待機)動作時に、モータに要求
される(トルク-回転速度)運転範囲は、トルク最大(τma
x)で回転速度最小(N0)のポイントX1からトルク最小
(τ0)で回転速度最大(Nmax)のポイントX2に達する
下降曲線で規定されている。なお、旋盤のクランプにつ
いて例示したが、マシニングセンタのクランプなど、他
の工作機械や産業機械で使われている油圧アクチュエー
タにも同様の(流量−圧力)軌跡となるものがある。
As shown in FIG. 6A, a series of (standby → hold, hold → standby) operations of this clamp
The (pressure) locus is an inclined line segment L1 connecting the point G1 of the flow rate Qmax (pressure Pmin) and the point G2 of the flow rate Qmin (pressure Pmax). This inclined line segment L1 is slightly bent toward the origin. Further, as shown by a solid line L2 in FIG.
During the above (standby → hold, hold → standby) operation, the required (torque-rotation speed) operation range of the motor is the maximum torque (τma
x), minimum torque from point X1 of minimum rotation speed (N0)
It is defined by a descending curve that reaches the point X2 at the rotation speed maximum (Nmax) at (τ0). Although the lathe clamp has been exemplified, hydraulic actuators used in other machine tools or industrial machines, such as a clamp in a machining center, have a locus similar to (flow-pressure).

【0012】ここで、前述の図5(A),(B)に示した考
え方では、モータの容量PNは、次式(2)で算定され
る。
Here, in the concept shown in FIGS. 5A and 5B, the motor capacity PN is calculated by the following equation (2).

【0013】 PN=2π・Nmax・τmax …(2)PN = 2π · Nmax · τmax (2)

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところが、旋盤のクラ
ンプでは、図6(A),(B)に示したように、油圧ポンプ
に必要な容量PTは、次式(3)で算定される。
However, in a lathe clamp, as shown in FIGS. 6A and 6B, the capacity PT required for the hydraulic pump is calculated by the following equation (3).

【0015】 PT=Max(2π・N0・τmax ,2π・Nmax・τ0)<PN …(3) ここで、Max(A,B)は、A,Bのうちの大きいもの
を選択する関数である。この式(3)および図5と図6と
の対比から分かるように、図5および式(2)で示される
従来の考え方では、モータ容量が過剰であり、その分、
コスト高になると共に、モータやインバータ装置の大型
化を招くという問題がある。
PT = Max (2π · N0 · τmax, 2π · Nmax · τ0) <PN (3) where Max (A, B) is a function for selecting a larger one of A and B. . As can be seen from the equation (3) and the comparison between FIG. 5 and FIG. 6, in the conventional concept shown in FIG. 5 and the equation (2), the motor capacity is excessive, and
There is a problem that the cost increases and the motor and the inverter device become larger.

【0016】そこで、この発明の目的は、油圧ポンプに
要求される運転範囲とモータの運転エリアとのマッチン
グを図れ、モータ容量を低減して、コストダウンと小型
化を達成できる油圧装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a hydraulic device capable of achieving matching between an operating range required for a hydraulic pump and an operating area of a motor, reducing motor capacity, and achieving cost reduction and downsizing. It is in.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手法について詳述する。一般に、インバータで制御さ
れる可変速モータの発生トルクτMは、界磁磁束鎖交数
φf、トルク分電流をiτとすると、 τM ∝ φf・iτ … (10) と記すことができ、一方、モータの逆起電圧eMは、モ
ータの回転角速度をωとすると、 eM ∝ φf・ω … (20) と記すことができる。ここで、モータトルクτMを大き
くするためには、(10)式からφfを大きくすればよい
ことが分かる。更に、こうした設定をすると、(20)式
から可変速モータの逆起電圧eMの回転速度に伴う上昇
率が増すことがわかる。すなわち、界磁磁束鎖交数φf
を大きく設定すると、より低速で逆起電圧eMがインバ
ータ出力の最大電圧を上回り、モータに電流を流し込め
なくなるという不都合が生じる。なお、インバータの出
力電圧の最大値は直流電圧によって決まり、コンデンサ
インプット形のダイオード整流回路からこの直流電圧を
供給する場合には、この整流回路を接続する(交流)電源
電圧によって定まる。上記不都合を回避するには、 φfを小さく設定し、iτを大きくする。 インバータの出力波形の位相を制御し、φfを低減
する。という方法があるが、前者は、iτの増加に伴
い、モータ巻線を装着する固定子スロット部の電流密度
が増加し、発熱の問題が発生する。スロット面積を拡大
し、電流密度を低減すると、必然的にモータが大型化
し、更には、インバータの出力電流の増加に伴い、スイ
ッチング素子の定格も大きくなる。したがって、装置の
大型化やコストアップを招く。一方、後者は、逆起電圧
の増加によって、モータ電流が流し込めなくなる回転数
以上のところでは界磁磁束鎖交数φfを、インバータ波
形の位相制御によって低減(以下、弱め磁束制御という)
するので、発生トルクは減少する。前記クランプの動作
においては、流量を増すべく、可変速モータを加速する
場合、それに伴って、モータに必要なトルクが減少する
特性を有している。この両者の特性を整合させることに
よって、前者の方法のようにモータの大型化を招くこと
なく、インバータの波形位相の制御のみで油圧ポンプ所
望のトルク-回転速度特性を得ることができる。上記目
的を達成するため、請求項1の発明の油圧装置は、イン
バータで制御される可変速モータによって、油圧ポンプ
を駆動する油圧装置であって、上記油圧ポンプの流量の
上昇とともに可変速モータに発生する逆起電圧を低減す
べく、インバータを制御することを特徴としている。こ
の請求項1の発明によれば、上記油圧ポンプの流量の上
昇とともに可変速モータに発生する逆起電圧を低減すべ
く、インバータを制御することによって、モータ逆起電
圧を低減でき、図3に示すように、(トルク-回転速度)
直交座標において、反比例曲線状の運転領域を実現でき
る。したがって、この請求項1の発明によれば、たとえ
ば、旋盤のクランプの動作にマッチングした運転範囲を
実現でき、モータ容量を低減して、コストダウンと小型
化を達成できる。また、請求項2の発明の油圧装置は、
インバータで駆動されるモータによって油圧ポンプを駆
動する油圧装置であって、上記モータが、埋込磁石構造
タイプのブラシレスDCモータであることを特徴として
いる。
Means for achieving the above object will be described in detail. In general, the generated torque τM of a variable speed motor controlled by an inverter can be expressed as τM∝φf · iτ (10) where the field flux linkage number φf and the torque component current are iτ. The back electromotive voltage eM can be expressed as eM∝φf · ω (20), where ω is the rotational angular velocity of the motor. Here, in order to increase the motor torque τM, it can be seen from equation (10) that φf should be increased. Further, it can be seen from the equation (20) that when such a setting is made, the rate of increase of the back electromotive voltage eM of the variable speed motor with the rotation speed increases. That is, the field flux linkage number φf
Is set to a large value, the back electromotive voltage eM exceeds the maximum voltage of the inverter output at a lower speed, causing a disadvantage that current cannot flow to the motor. The maximum value of the output voltage of the inverter is determined by the DC voltage, and when this DC voltage is supplied from a capacitor input type diode rectifier circuit, it is determined by the (AC) power supply voltage to which the rectifier circuit is connected. To avoid the above inconvenience, φf is set small and iτ is increased. The phase of the output waveform of the inverter is controlled to reduce φf. However, in the former, the current density of the stator slot for mounting the motor winding increases with the increase of iτ, and a problem of heat generation occurs. When the slot area is increased and the current density is reduced, the motor is inevitably increased in size, and further, as the output current of the inverter increases, the rating of the switching element also increases. Therefore, the size and cost of the apparatus are increased. On the other hand, in the latter, the number of rotations of the field magnetic flux linkage φf is reduced by the phase control of the inverter waveform at a rotation speed at which the motor current cannot flow due to an increase in the back electromotive voltage (hereinafter, referred to as flux weakening control).
Therefore, the generated torque decreases. In the operation of the clamp, when the variable speed motor is accelerated to increase the flow rate, the torque required for the motor is reduced accordingly. By matching these two characteristics, a desired torque-rotation speed characteristic of the hydraulic pump can be obtained only by controlling the waveform phase of the inverter without increasing the size of the motor as in the former method. In order to achieve the above object, a hydraulic device according to the first aspect of the present invention is a hydraulic device that drives a hydraulic pump by a variable speed motor controlled by an inverter. It is characterized in that the inverter is controlled in order to reduce the generated back electromotive voltage. According to the first aspect of the present invention, the motor back electromotive voltage can be reduced by controlling the inverter so as to reduce the back electromotive voltage generated in the variable speed motor as the flow rate of the hydraulic pump increases. As shown, (torque-rotation speed)
In rectangular coordinates, an inversely proportional operating area can be realized. Therefore, according to the first aspect of the present invention, for example, an operation range matching the operation of the lathe clamp can be realized, the motor capacity can be reduced, and the cost and size can be reduced. The hydraulic device according to the second aspect of the present invention
A hydraulic device for driving a hydraulic pump by a motor driven by an inverter, wherein the motor is a brushless DC motor of an embedded magnet structure type.

【0018】この請求項2の発明では、モータとして埋
込磁石構造タイプのブラシレスDCモータを採用した。
この埋込磁石構造タイプのブラシレスDCモータは、弱
め磁束制御により、モータ逆起電圧を低減でき、図3に
示すように、(トルク−回転速度)直交座標において、反
比例曲線状の運転領域を実現できる。
According to the second aspect of the present invention, a brushless DC motor having an embedded magnet structure is employed as the motor.
This brushless DC motor of the embedded magnet structure type can reduce the motor back electromotive voltage by the magnetic flux weakening control, and as shown in FIG. 3, realizes an inversely proportional curve-shaped operation area in (torque-rotation speed) orthogonal coordinates. it can.

【0019】したがって、この埋込磁石構造タイプのブ
ラシレスDCモータによれば、たとえば、旋盤のクラン
プの(待機→保持、保持→待機)動作にマッチングした運
転範囲を実現でき、モータ容量を低減して、コストダウ
ンと小型化を達成できる。
Therefore, according to the brushless DC motor of the embedded magnet structure type, for example, it is possible to realize an operation range matching the operation of the lathe clamp (standby → hold, hold → standby), and reduce the motor capacity. Thus, cost reduction and miniaturization can be achieved.

【0020】これに対し、表面磁石タイプのブラシレス
DCモータでは、原理的に、弱め磁束制御の効果が少な
く、モータ回転速度の上昇に伴うモータ逆起電圧の上昇
を十分に抑えることができない。このため、 (トルク−
回転速度)直交座標において、図4に示すように、トル
ク最大で回転速度最大のポイントG3を頂点とする略台
形状の運転領域になって、前記遷移状態でのトルクが極
めて小さいクランプにおいては、モータ容量が過剰にな
る場合がある。
On the other hand, in the surface magnet type brushless DC motor, the effect of the magnetic flux weakening control is small in principle, and the increase of the motor back electromotive voltage due to the increase of the motor rotation speed cannot be sufficiently suppressed. Therefore, (torque-
(Rotation speed) In the rectangular coordinates, as shown in FIG. 4, in a clamp having a substantially trapezoidal operation region having a peak at the maximum torque and a maximum rotation speed point G3, and having a very small torque in the transition state, The motor capacity may be excessive.

【0021】また、請求項3の発明は、インバータで駆
動されるモータによって油圧ポンプを駆動する油圧装置
であって、上記モータが、スイッチトリラクタンスモー
タであることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a hydraulic device for driving a hydraulic pump by a motor driven by an inverter, wherein the motor is a switch reluctance motor.

【0022】この請求項3の発明では、モータとしてス
イッチトリラクタンスモータを採用した。このスイッチ
トリラクタンスモータは、弱め磁束制御により、モータ
逆起電圧を低減でき、図3に示すように、(トルク−回
転速度)直交座標において、反比例曲線状の運転領域を
実現できる。したがって、このスイッチトリラクタンス
モータによれば、たとえば、旋盤のクランプの(待機→
保持、保持→待機)動作にマッチングした運転範囲を実
現でき、モータ容量を低減して、コストダウンと小型化
を達成できる。
In the third aspect of the present invention, a switched reluctance motor is employed as the motor. In this switch reluctance motor, the motor back electromotive voltage can be reduced by the magnetic flux weakening control, and as shown in FIG. 3, an operation region having an inversely proportional curve can be realized in (torque-rotational speed) orthogonal coordinates. Therefore, according to this switch reluctance motor, for example, the (standby →
It is possible to realize an operation range that matches the operation of (hold, hold → standby), reduce the motor capacity, and achieve cost reduction and miniaturization.

【0023】また、請求項4の発明は、インバータで駆
動されるモータによって油圧ポンプを駆動する油圧装置
であって、上記モータが、誘導モータであることを特徴
としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hydraulic device for driving a hydraulic pump by a motor driven by an inverter, wherein the motor is an induction motor.

【0024】この請求項3の発明では、モータとして誘
導モータを採用した。この誘導モータは、弱め磁束制御
により、モータ逆起電圧を低減でき、図3に示すよう
に、(トルク−回転速度)直交座標において、反比例曲線
状の運転領域を実現できる。したがって、この誘導モー
タによれば、たとえば、旋盤のクランプの(待機→保
持、保持→待機)動作にマッチングした運転範囲を実現
でき、モータ容量を低減して、コストダウンと小型化を
達成できる。
In the present invention, an induction motor is used as the motor. In this induction motor, the motor back electromotive voltage can be reduced by the flux-weakening control, and as shown in FIG. 3, an operation region having an inversely proportional curve can be realized in (torque-rotational speed) orthogonal coordinates. Therefore, according to this induction motor, for example, it is possible to realize an operation range that matches the operation of the lathe clamp (standby → hold, hold → standby), reduce the motor capacity, and achieve cost reduction and miniaturization.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

【0026】図1に、この発明の油圧装置の実施形態が
備えるスイッチトリラクタンスモータ1の構造を示す。
なお、このスイッチトリラクタンスモータ1が駆動する
油圧ポンプ,モータ1を駆動するインバータ,制御系統
については、図7に示すインバータ油圧ポンプ装置と同
じ構成である。
FIG. 1 shows the structure of a switch reluctance motor 1 provided in an embodiment of the hydraulic apparatus of the present invention.
The hydraulic pump driven by the switch reluctance motor 1, the inverter driving the motor 1, and the control system have the same configuration as the inverter hydraulic pump device shown in FIG.

【0027】このスイッチトリラクタンスモータ1は、
外側の固定子2が12個の突極子3を有し、内側の回転
子5が8個の突極子7を有している。このスイッチトリ
ラクタンスモータ1は、固定子2に発生する回転磁界に
よって、回転子5を回転させる。
This switch reluctance motor 1
The outer stator 2 has twelve salient poles 3 and the inner rotor 5 has eight salient poles 7. The switch reluctance motor 1 rotates the rotor 5 by a rotating magnetic field generated in the stator 2.

【0028】図3の(トルク−回転速度)特性に示すよう
に、このスイッチトリラクタンスモータ1は、回転速度
が高くなるにしたがって、発生できる最大トルクが低下
する反比例領域が大部分を占める略三角形状の運転エリ
アを有している。したがって、このスイッチトリラクタ
ンスモータ1は、図6(A)に示すようなクランプの(保
持−開放)動作時の油圧ポンプの(流量-圧力)軌跡にマッ
チングした運転エリアを実現できる。したがって、この
実施形態の油圧装置によれば、モータ容量の低減を図
れ、コストダウンと小型化を達成できる。
As shown in the (torque-rotational speed) characteristic of FIG. 3, the switched reluctance motor 1 has a substantially triangular shape in which the inversely proportional region in which the maximum torque that can be generated decreases as the rotational speed increases becomes large. It has a shaped driving area. Therefore, this switch reluctance motor 1 can realize an operation area matching the (flow-pressure) locus of the hydraulic pump during the (hold-open) operation of the clamp as shown in FIG. Therefore, according to the hydraulic device of this embodiment, the motor capacity can be reduced, and the cost and size can be reduced.

【0029】尚、上記実施形態のスイッチトリラクタン
スモータ1に替えて、図2に示す埋込磁石構造タイプの
ブラシレスDCモータ21を採用してもよい。このブラ
シレスDCモータ21は、回転子22に埋め込まれて装
着された磁石23と、回転磁界を発生させる固定子25
とで構成されている。この構造のブラシレスDCモータ
21は、磁石トルクとリラクタンストルクとを活用する
ことによって、最大トルクを得ることができる。この磁
石トルクとは、回転子22に装着された磁石23と巻線
電流とで得られるトルクであり、上記リラクタンストル
クとは、回転子22の鉄心部分と巻線電流とで得られる
トルクである。
It should be noted that a brushless DC motor 21 of an embedded magnet structure type shown in FIG. 2 may be employed in place of the switch reluctance motor 1 of the above embodiment. The brushless DC motor 21 includes a magnet 23 embedded and mounted in a rotor 22 and a stator 25 for generating a rotating magnetic field.
It is composed of The brushless DC motor 21 having this structure can obtain the maximum torque by utilizing the magnet torque and the reluctance torque. The magnet torque is a torque obtained by the magnet 23 mounted on the rotor 22 and the winding current, and the reluctance torque is a torque obtained by the core portion of the rotor 22 and the winding current. .

【0030】この埋込磁石タイプのブラシレスDCモー
タ21は、弱め磁束制御により、モータ逆起電圧を低減
でき、前記スイッチトリラクタンスモータ1と同様に、
図3に示す略三角形状の運転エリアとなる(トルク−回
転速度)特性を示す。したがって、旋盤のクランプの(待
機→保持、保持→待機)動作にマッチングした運転範囲
を実現でき、モータ容量を低減して、コストダウンと小
型化を達成できる。
The brushless DC motor 21 of the embedded magnet type can reduce the motor back electromotive voltage by the magnetic flux weakening control, and like the switch reluctance motor 1,
FIG. 4 shows a characteristic (torque-rotational speed) of a substantially triangular operation area shown in FIG. Therefore, it is possible to realize an operation range that matches the operation of the lathe clamp (standby → hold, hold → standby), reduce the motor capacity, and achieve cost reduction and miniaturization.

【0031】さらには、上記埋込磁石タイプのブラシレ
スDCモータ21に替えて、誘導モータを採用してもよ
い。この誘導モータも、図3に示す反比例状の(トルク
−回転速度)特性を示すので、旋盤のクランプの(待機→
保持、保持→待機)動作にマッチングした運転範囲を実
現できる。
Further, an induction motor may be used instead of the above-described brushless DC motor 21 of the embedded magnet type. This induction motor also exhibits an inversely proportional (torque-rotational speed) characteristic shown in FIG.
An operation range that matches the operation (hold, hold → standby) can be realized.

【0032】ところで、上記埋込磁石タイプのブラシレ
スDCモータ21は、前記スイッチトリラクタンスモー
タ1,誘導モータに比べて高価であるが、効率が最も良
いから、特に省エネルギーを図れる。一方、上記スイッ
チトリラクタンスモータ1は、3者のうちで最も安価で
あり、かつ埋込磁石タイプのブラシレスDCモータ21
の次に効率が良いので、イニシャルコストとランニング
コストの両方を考慮したバランスが最も良くなる。
The brushless DC motor 21 of the embedded magnet type is more expensive than the switch reluctance motor 1 and the induction motor, but has the highest efficiency, so that energy can be saved particularly. On the other hand, the switch reluctance motor 1 is the cheapest of the three, and has an embedded magnet type brushless DC motor 21.
Next, since the efficiency is the highest, the balance in consideration of both the initial cost and the running cost is the best.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の発
明の油圧装置は、油圧ポンプの流量の上昇とともに可変
速モータに発生する逆起電圧を低減すべく、インバータ
を制御することによって、モータ逆起電圧を低減でき、
図3に示すように、(トルク-回転速度)直交座標におい
て、反比例曲線状の運転領域を実現できる。したがっ
て、この請求項1の発明によれば、たとえば、旋盤のク
ランプの動作にマッチングした運転範囲を実現でき、モ
ータ容量を低減して、コストダウンと小型化を達成でき
る。また、請求項2,3,4の発明の油圧装置は、インバ
ータで駆動されるモータによって油圧ポンプを駆動する
油圧装置であって、上記モータが、埋込磁石構造タイプ
のブラシレスDCモータ,スイッチトリラクタンスモー
タ,誘導モータである。
As is apparent from the above description, the hydraulic device according to the first aspect of the present invention controls the inverter to reduce the back electromotive voltage generated in the variable speed motor as the flow rate of the hydraulic pump increases. Motor back electromotive voltage can be reduced,
As shown in FIG. 3, in the (torque-rotational speed) Cartesian coordinates, it is possible to realize an operation region having an inversely proportional curve shape. Therefore, according to the first aspect of the present invention, for example, an operation range matching the operation of the lathe clamp can be realized, the motor capacity can be reduced, and the cost and size can be reduced. The hydraulic device according to the second, third and fourth aspects of the present invention is a hydraulic device for driving a hydraulic pump by a motor driven by an inverter, wherein the motor is a brushless DC motor of an embedded magnet structure type, Reluctance motor and induction motor.

【0034】この請求項2,3,4の発明では、モータと
して埋込磁石構造タイプのブラシレスDCモータ,スイ
ッチトリラクタンスモータ,誘導モータを採用した。こ
の埋込磁石構造タイプのブラシレスDCモータ,スイッ
チトリラクタンスモータ,誘導モータは、弱め磁束制御
により、モータ逆起電圧を低減でき、図3に示すよう
に、(トルク−回転速度)直交座標において、反比例曲線
状の運転領域を実現できる。したがって、この請求項
2,3,4の発明によれば、図6(A)に示すような、旋盤
のクランプの(待機→保持、保持→待機)動作にマッチン
グした運転範囲を実現でき、モータ容量を低減して、コ
ストダウンと小型化を達成できる。
In the second, third and fourth aspects of the present invention, a brushless DC motor, a switch reluctance motor, and an induction motor having an embedded magnet structure are employed as motors. The brushless DC motor, switch reluctance motor, and induction motor of this embedded magnet structure type can reduce the motor back electromotive voltage by the magnetic flux weakening control, and as shown in FIG. An operation region having an inversely proportional curve can be realized. Therefore, according to the second, third, and fourth aspects of the present invention, it is possible to realize an operating range matching the operation of the lathe clamp (standby → hold, hold → standby) as shown in FIG. The capacity can be reduced to achieve cost reduction and miniaturization.

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

【図1】 この発明の油圧装置の実施の形態を構成する
スイッチトリラクタンスモータの構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a switch reluctance motor constituting an embodiment of a hydraulic device of the present invention.

【図2】 上記実施の形態の変形例として採用した埋込
磁石構造タイプのブラシレスDCモータの構造を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a brushless DC motor of an embedded magnet structure type adopted as a modification of the embodiment.

【図3】 上記実施形態で採用したスイッチトリラクタ
ンスモータ,埋込磁石構造タイプのブラシレスDCモー
タ,誘導モータにおける(トルク−回転速度)特性図であ
る。
FIG. 3 is a (torque-rotational speed) characteristic diagram of the switch reluctance motor, the embedded magnet structure type brushless DC motor, and the induction motor employed in the embodiment.

【図4】 比較例としての表面磁石タイプのブラシレス
DCモータにおける(トルク−回転速度)特性図である。
FIG. 4 is a (torque-rotational speed) characteristic diagram of a surface magnet type brushless DC motor as a comparative example.

【図5】 図5(A)は従来例における油圧ポンプの流量
-圧力特性図であり、図5(B)は従来例におけるモータ
のトルク-回転速度特性図である。
FIG. 5A shows the flow rate of a hydraulic pump in a conventional example.
FIG. 5B is a pressure characteristic diagram, and FIG. 5B is a torque-rotation speed characteristic diagram of a motor in a conventional example.

【図6】 図6(A)は旋盤のクランプの保持−開放動作
に対応した油圧ポンプの流量−圧力特性図であり、図6
(B)は上記クランプの保持−開放動作に対応したモータ
のトルク-回転速度特性図である。
FIG. 6A is a flow rate-pressure characteristic diagram of a hydraulic pump corresponding to a holding-opening operation of a clamp of a lathe;
(B) is a torque-rotation speed characteristic diagram of the motor corresponding to the holding-opening operation of the clamp.

【図7】 従来のインバータ油圧ポンプシステムの構成
を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional inverter hydraulic pump system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スイッチトリラクタンスモータ、2…固定子、3…
突極子、5…回転子、7…突極子、21…ブラシレスD
Cモータ、22…回転子、23…磁石、25…固定子。
1: Switched reluctance motor, 2: stator, 3:
Salient pole, 5 ... Rotor, 7 ... Salient pole, 21 ... Brushless D
C motor, 22 ... rotor, 23 ... magnet, 25 ... stator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H044 AA02 CC19 DD18 DD21 3H045 AA05 AA09 AA12 AA24 BA28 BA33 CA01 CA06 CA21 DA07 5H619 AA01 BB01 BB05 BB15 BB22 BB24 PP02 PP04 PP08 5H621 AA02 BB09 GA04 GB10 HH01 JK01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H044 AA02 CC19 DD18 DD21 3H045 AA05 AA09 AA12 AA24 BA28 BA33 CA01 CA06 CA21 DA07 5H619 AA01 BB01 BB05 BB15 BB22 BB24 PP02 PP04 PP08 5H621 AA02 BB09 GA04 GB10 H01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インバータで制御される可変速モータに
よって、油圧ポンプを駆動する油圧装置であって、 上記油圧ポンプの流量の上昇とともに可変速モータ(2
1,1)に発生する逆起電圧を低減すべく、インバータを
制御することを特徴とする油圧装置。
A hydraulic device for driving a hydraulic pump by a variable speed motor controlled by an inverter, wherein the variable speed motor (2)
A hydraulic device characterized by controlling an inverter to reduce a back electromotive voltage generated in (1, 1).
【請求項2】 請求項1に記載の油圧装置において、 上記可変速モータが、埋込磁石構造タイプのブラシレス
DCモータ(21)であることを特徴とする油圧装置。
2. The hydraulic device according to claim 1, wherein the variable speed motor is a brushless DC motor of an embedded magnet structure type.
【請求項3】 請求項1に記載の油圧装置において、 上記可変速モータが、スイッチトリラクタンスモータ
(1)であることを特徴とする油圧装置。
3. The hydraulic device according to claim 1, wherein the variable speed motor is a switch reluctance motor.
(1) A hydraulic device characterized by the following.
【請求項4】 請求項1に記載の油圧装置において、 上記可変速モータが、誘導モータであることを特徴とす
る油圧装置。
4. The hydraulic device according to claim 1, wherein the variable speed motor is an induction motor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100417421B1 (en) * 2001-02-17 2004-02-05 엘지전자 주식회사 Apparatus for protecting rotation of scroll compressor
CN112039306A (en) * 2019-06-04 2020-12-04 本田技研工业株式会社 Electric oil pump

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Effective date: 20041116