JP2009050036A - 低速回転域を高精度化するモータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 モータ制御信号は基本的に８パターンしかないことから低速回転域ではモータの位置偏差に対する指令信号の分解能が落ちる。また、漏電、感電事故があった場合に、けっして安全ではない電源電圧を、使用する必要がある。
【解決手段】
従来の３相モータの構成に対して極数をＰ／ｎ（但しｎは２以上の自然数）に減らし、それに呼応した数だけ相を増やして３ｎ相とした状態のモータ（２）に対してインバータ駆動装置（１）はｎ倍とする。その定格は小さくできる。インバータ駆動装置（１）を最適に並列運転するように制御すれば良いがモータ巻線の配置には配慮する。
【選択図】 図１
【解決手段】
従来の３相モータの構成に対して極数をＰ／ｎ（但しｎは２以上の自然数）に減らし、それに呼応した数だけ相を増やして３ｎ相とした状態のモータ（２）に対してインバータ駆動装置（１）はｎ倍とする。その定格は小さくできる。インバータ駆動装置（１）を最適に並列運転するように制御すれば良いがモータ巻線の配置には配慮する。
【選択図】 図１
Description
この発明は、低域回転数においてモータを制御する場合には、細かいパルス幅の、制御信号（指令値）とすることが、物理的に不可能な点を改善し、同時に、制御電圧を下げることを実現する。つまり、感電に対してのリスクについても同時に軽減できる低速回転域を高精度化するモータ制御装置に関するものである。
従来のモータ制御装置では、モータを制御する場合には、インバータ駆動装置の出力の短絡を防止するために遅延時間（デットタイム）が必要である。従って、低域周波数では制御信号の最小パルスに限界があることから、細かな制御ができない問題があった。
従来技術には、次のような欠点があった。
インバータ駆動装置（１）のモータ制御信号は基本的に８パターンしか持っていないので、低域周波数においては、高域周波数で回転する場合と比べて、モータの偏差に対して指令信号の分解能が落ちる。一般的には、キャリア周波数を上げて制御性を向上する方法が、考えられる。電圧形インバータで多角形（２４角形）に近似した実験結果では、キャリア周波数８ｋＨｚ以上では、改善が見込めなかった。したがって、単位ベクトルの分解能に問題があると判断できる。特に、低速回転数域では、顕著である。
インバータ駆動装置（１）のモータ制御信号は基本的に８パターンしか持っていないので、低域周波数においては、高域周波数で回転する場合と比べて、モータの偏差に対して指令信号の分解能が落ちる。一般的には、キャリア周波数を上げて制御性を向上する方法が、考えられる。電圧形インバータで多角形（２４角形）に近似した実験結果では、キャリア周波数８ｋＨｚ以上では、改善が見込めなかった。したがって、単位ベクトルの分解能に問題があると判断できる。特に、低速回転数域では、顕著である。
従来使われている３相電源式の電気モータの構成に対して、通常の極数をＰとしたとき極数をＰ／ｎ（但し、ｎは自然数）に減らして、それに呼応した数だけの相を増やした、３ｎ相（但し、ｎは自然数）とした状態のモータ（２）に対してｎ倍の駆動インバータを接続する。但し、このとき、モータ巻線の配置に配慮が必要である。一例として、ｎ＝２のとき、装置毎のモータ巻線をモータ軸の中心に対してπ／６だけ位相の違う配置とする。以上の構成よりなる低速回転域を高精度化するモータ制御装置
本発明で提案するような電気モータの構成とすることで、ｎ台の出力インバータを並列運転する。但し、各相のモータ電流が小さくなるのでインバータ駆動装置の定格は小さくできる。この並列運転するインバータ出力（１）を最適に制御することで、低域周波数においても最適な指令値に細分化することができる。さらにこの装置は制御電圧を１／ｎとすることが可能であるので感電や漏電に対してのリスクも同時に軽減できる。特にデットタイムが省略できる程度の制御電圧とすることができる場合には、さらに、細かい指令値を出力できる。また、装置への入力電源は一般家庭にも供給できる単相３線式が使える。
以下、本発明の実施をするための最良の形態について説明する。
従来の３相電源式の電気モータの構成に対して極数をＰとしたとき極数をＰ／ｎ（但し、ｎは自然数）に減らした状態で、それに呼応して相を増やして、３ｎ相（但し、ｎは自然数）とした状態のモータ（２）にｎ台のインバータ駆動装置（１）を並列運転する。並列運転するインバータ駆動装置（１）を最適に制御することで８×ｎ個の基本パターンが、選択できる。したがって低域周波数でも指令値を最適に細分化できる。それぞれに対して並列接続したインバータ（１）の制御信号を最適化すれば良い。但し、このとき、モータ巻線の配置に配慮が必要である。一例として、ｎ＝２の場合、各巻線（Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２）は、モータ軸の中心に対して、π／６だけ位相が違う配置とする。ｎ（但し、ｎは、自然数）に対してπ／（３×ｎ）だけ位相が違う配置とする必要がある。その他の注意点としてインバータ駆動装置（１）の開閉信号の制御パターン、入力電源によっては、短絡事故の防止に配慮して３相毎に中性点を分離することが必要である。
従来の３相電源式の電気モータの構成に対して極数をＰとしたとき極数をＰ／ｎ（但し、ｎは自然数）に減らした状態で、それに呼応して相を増やして、３ｎ相（但し、ｎは自然数）とした状態のモータ（２）にｎ台のインバータ駆動装置（１）を並列運転する。並列運転するインバータ駆動装置（１）を最適に制御することで８×ｎ個の基本パターンが、選択できる。したがって低域周波数でも指令値を最適に細分化できる。それぞれに対して並列接続したインバータ（１）の制御信号を最適化すれば良い。但し、このとき、モータ巻線の配置に配慮が必要である。一例として、ｎ＝２の場合、各巻線（Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２）は、モータ軸の中心に対して、π／６だけ位相が違う配置とする。ｎ（但し、ｎは、自然数）に対してπ／（３×ｎ）だけ位相が違う配置とする必要がある。その他の注意点としてインバータ駆動装置（１）の開閉信号の制御パターン、入力電源によっては、短絡事故の防止に配慮して３相毎に中性点を分離することが必要である。
１ インバータ駆動装置
２ モータ
２ モータ
Claims (1)
- 従来使われている３相電源式の電気モータの構成に対して、極数をＰとしたとき極数をＰ／ｎ（但し、ｎは自然数）に減らして、それに呼応して、相数を増やして３ｎ相（但し、ｎは自然数）とした状態のモータ（２）に対してｎ台の駆動インバータ（１）を並列接続する。このとき、それぞれのモータ巻線の配置に配慮が必要であってπ／（３×ｎ）だけ位相差を持たせる。
以上の構成の低速回転域を高精度化するモータ制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005252552A JP2009050036A (ja) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | 低速回転域を高精度化するモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005252552A JP2009050036A (ja) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | 低速回転域を高精度化するモータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009050036A true JP2009050036A (ja) | 2009-03-05 |
Family
ID=40501731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005252552A Pending JP2009050036A (ja) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | 低速回転域を高精度化するモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009050036A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015105510A1 (en) * | 2014-01-13 | 2015-07-16 | Otis Elevator Company | Drive unit for multiphase permanent magnet synchronous motor |
| JP2019170042A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | モータシステム |
-
2005
- 2005-08-04 JP JP2005252552A patent/JP2009050036A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015105510A1 (en) * | 2014-01-13 | 2015-07-16 | Otis Elevator Company | Drive unit for multiphase permanent magnet synchronous motor |
| US9932204B2 (en) | 2014-01-13 | 2018-04-03 | Otis Elevator Company | Drive unit for multiphase permanent magnet synchronous motor |
| JP2019170042A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | モータシステム |
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