JP4780692B2 - Multiphase motor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冗長系のモータとして用いるのに好適な多相モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、上記した多相モータとしては、例えば、図3に示す三相ブラシレスモータがある。
【0003】
図3に示すように、この三相ブラシレスモータ50は、A系およびB系の合計二組の巻線51,52を備えており、これらの巻線51,52はいずれもインバータ53,54にそれぞれ接続してあって、これらのインバータ53,54を介して二組の巻線51,52に流れた電流をそれぞれインターフェース回路55,56にフィードバックさせて電流制御を行うようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の三相ブラシレスモータ50において、二組の巻線51,52が互いに独立しているので、例えば、A系の巻線51あるいはインバータ53に不具合が生じた場合には、残りのB系の巻線52のみで作動するものの、出力は半減してしまうという問題があった。
【0005】
また、残りのB系の巻線52において、三相のうちの1相でも故障した場合には作動不能に陥ってしまううえ、通常の短絡モードにおけるインバータ53,54の故障の際には、1相の損傷が他の相の損傷を誘発してしまうという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【0006】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、インバータが故障したり巻線の多相のうちの1相に不具合が生じたりしたとしても、作動不能に陥るのを防ぐことができるのは勿論のこと、出力の低下を少なく抑えることが可能であり、加えて、通常の短絡モードにおけるインバータ故障時において、1相の損傷が他の相の損傷を誘発する可能性をほとんどなくすことができる多相モータの提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、インバータにそれぞれ接続される二組の巻線を備え、これら二組の巻線に流れた電流をそれぞれフィードバックさせることで電流制御を行う多相モータにおいて、一方の巻線における星型結線の中性点及び他方の巻線における星型結線の中性点の双方に、二組の巻線のうちの一方の巻線のいずれかの相に故障が生じた際の短絡電流を流すための中性線を接続しているとともに、当該故障が生じた相に対応する他方の巻線の相に略2倍の電流を流す電流制御を上記中性線を介して行うインターフェース回路を設けている。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載した構成において、各巻線に流れた電流を検出して上記インターフェース回路にフィードバックするセンサが設けられており、インターフェース回路は、上記センサからフィードバックされた各巻線に流れた電流信号により制御電流をインバータに出力する。
【0009】
【発明の作用】
請求項1,2に記載の多相モータでは、上記した構成としているので、例えば三相モータである場合、いずれか一方の巻線のU相のインバータに短絡モードの故障が発生すると、短絡電流は中性線を流れて他の素子に流れることはなく、残りの他方の巻線では、中性線を使用した電流制御が行われることとなり、その結果、一方の巻線のU相の損傷が他の相に及ぶことがほとんど皆無となり、この際、U相における電流欠損分を自動的に補う制御を行い得ることから、出力の大幅な低下も抑え得ることとなる。
さらに、例えば多相モータが三相モータである場合、一方の巻線におけるU相のインバータが故障したとしても、このU相に対応する他方の巻線のU’相に略2倍の電流を流して、U相における欠損分をU’相で自動的に補うように制御すれば、出力の低下を少なく抑えられる。
【0011】
【発明の効果】
請求項1,2に記載の多相モータが例えば三相モータである場合、いずれか一方の巻線のU相のインバータに短絡モードの故障が発生したとしても、その一方の巻線のU相の損傷が他方の相に及ぶ可能性をほとんどなくすことが可能であり、加えて、U相における電流欠損分を自動的に補う制御を行うことで、出力の大幅な低下も抑えることができる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0014】
図1および図2は本発明に係わる多相モータおよびその制御方法の一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係わる多相モータが三相ブラシレスモータである場合を示している。
【0015】
図1に示すように、この三相ブラシレスモータ1は、A系およびB系の合計二組の巻線2,3を備えており、これらの巻線2,3はいずれもインバータ4,5にそれぞれ接続してあると共に、A系の巻線2における星型結線の中性点2aおよびB系の巻線3における星型結線の中性点3aの双方には、中性線7が接続させてある。
【0016】
この場合、巻線2,3の各相(U相,V相,W相)に流れた電流は、図示しないセンサで検出されるようになっており、検出された電流信号はインバータ4,5を介してインターフェース回路6にフィードバックされるようになっている。
【0017】
インターフェース回路6では、図2にも示すように、フィードバックされたA系およびB系の巻線2,3に流れた電流信号IA,IBを加え合わせ点11で合算した後、ブロック12においてこの合算値の平均値を算出し、これを比較部の2個の加え合わせ点13,14において電流指令値とそれぞれ比較して、インバータ4,5に出力するようになっている。
【0018】
上記した三相ブラシレスモータ1において、例えば、A系の巻線2のUA相のインバータ4に短絡モードの故障が発生した場合には、短絡電流は中性線7を流れて他の素子に流れることはなく、残りのB系の巻線3では、中性線7を使用した電流制御が行われることとなり、したがって、A系の巻線2のUA相の損傷が他の相に及ぶことがほとんど皆無となる。
【0019】
また、上記した三相ブラシレスモータ1において、例えば、A系の巻線2におけるUA相のインバータが故障した場合、インターフェース回路6において、フィードバックされたA系およびB系の巻線2,3におけるUA相およびUB相に流れた電流信号IA(IAu),IB(IBu)が加え合わせ点11で合算されるのに続いて、ブロック12においてこの合算値の平均値が算出され、これが比較部の2個の加え合わせ点13,14において電流指令値とそれぞれ比較されて、インバータ4,5に出力される。
【0020】
すなわち、インターフェース回路6では、B系のインバータ5に約2倍の電流信号を出力して、UA相における欠損分をUB相で自動的に補うように制御するので、上記のような状況において従来の三相ブラシレスモータでは出力が半減していたのに対して、上記した三相ブラシレスモータ1では5/6以上の出力が確保されることとなり、三相ブラシレスモータ1は、冗長系モータとして使用するのに最適なものとなる。
【0021】
上記した実施例では、本発明に係わる多相モータが三相ブラシレスモータである場合を示したが、これに限定されるものではなく、相の数やブラシの有無は適宜選択することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる多相モータの一実施例を示す回路説明図である。
【図2】図1のインターフェース回路の詳細説明図である。
【図3】従来の多相モータを示す回路説明図である。
【符号の説明】
1 三相ブラシレスモータ(多相モータ)
2,3 巻線
2a,3a 中性点
4,5 インバータ
6 インターフェース回路
7 中性線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multiphase motor suitable for use as a redundant motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as the above-described multiphase motor, for example, there is a three-phase brushless motor shown in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 3, the three-phase brushless motor 50 includes a total of two sets of windings 51 and 52 of the A system and the B system, both of which are connected to the inverters 53 and 54. They are connected to each other, and current control is performed by feeding back currents flowing through the two sets of windings 51 and 52 via the inverters 53 and 54 to the interface circuits 55 and 56, respectively.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional three-phase brushless motor 50, since the two sets of windings 51 and 52 are independent of each other, for example, when a malfunction occurs in the A-system winding 51 or the inverter 53, the remaining windings 51 and 52 remain. However, there is a problem that the output is halved.
[0005]
Further, in the remaining B-system winding 52, even if one of the three phases fails, it becomes inoperable, and when the inverters 53 and 54 in the normal short-circuit mode fail, 1 There is a problem that phase damage induces damage of other phases, and it has been a conventional problem to solve these problems.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and prevents the inverter from becoming inoperable even if the inverter fails or a failure occurs in one of the polyphases of the winding. Of course, it is possible to minimize the decrease in output, and in addition, in the case of an inverter failure in the normal short-circuit mode, there is almost no possibility that damage of one phase will cause damage of other phases. The object is to provide a multiphase motor that can be eliminated.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a multiphase motor including two sets of windings respectively connected to the inverter and performing current control by feeding back currents flowing through the two sets of windings. When a failure occurs in either phase of one of the two windings at both the neutral point of the star connection in the winding and the neutral point of the star connection in the other winding A neutral wire for passing a short-circuit current of the current is connected, and current control is performed via the neutral wire so that approximately twice the current flows in the phase of the other winding corresponding to the phase in which the failure occurs. An interface circuit is provided.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration described in the first aspect, a sensor that detects a current flowing in each winding and feeds back to the interface circuit is provided, and the interface circuit is fed back from the sensor. A control current is output to the inverter by a current signal flowing through each winding.
[0009]
[Effects of the Invention]
In the multiphase motors according to claims 1 and 2, since the above-described configuration is adopted, for example, in the case of a three-phase motor, if a short-circuit mode failure occurs in the U-phase inverter of one of the windings, the short-circuit current Does not flow to the other elements through the neutral wire, and the remaining other winding is subjected to current control using the neutral wire, resulting in damage to the U phase of one winding. However, in this case, since control for automatically compensating for the current deficit in the U phase can be performed, a significant decrease in output can be suppressed.
Further, for example, when the multiphase motor is a three-phase motor, even if the U-phase inverter in one winding breaks down, approximately twice the current flows in the U ′ phase of the other winding corresponding to this U-phase. If the flow is controlled so that the missing portion in the U phase is automatically compensated for in the U ′ phase, a decrease in output can be suppressed to a small extent.
[0011]
【The invention's effect】
When the multiphase motor according to claim 1 or 2 is, for example, a three-phase motor, even if a short-circuit mode failure occurs in the U-phase inverter of one of the windings, the U-phase of the one winding It is possible to almost eliminate the possibility of damage to the other phase, and in addition, by performing control to automatically compensate for the current loss in the U phase, it is possible to suppress a significant decrease in output.
[0013]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1 and 2 show an embodiment of a multiphase motor and a control method thereof according to the present invention. In this embodiment, the multiphase motor according to the present invention is a three-phase brushless motor. .
[0015]
As shown in FIG. 1, this three-phase brushless motor 1 includes a total of two sets of windings 2 and 3 of A system and B system, both of which are connected to inverters 4 and 5. A neutral wire 7 is connected to both the neutral point 2 a of the star connection in the A-system winding 2 and the neutral point 3 a of the star connection in the B-system winding 3. It is.
[0016]
In this case, the current flowing in each phase (U phase, V phase, W phase) of the windings 2 and 3 is detected by a sensor (not shown). Is fed back to the interface circuit 6.
[0017]
In the interface circuit 6, as shown in FIG. 2, the fed back current signals IA and IB flowing in the windings 2 and 3 of the A system and the B system are added and summed at a summing point 11, and this summing is performed in a block 12. An average value is calculated, and compared with the current command value at the two addition points 13 and 14 of the comparison unit, respectively, and output to the inverters 4 and 5.
[0018]
In the above-described three-phase brushless motor 1, for example, when a short-circuit mode failure occurs in the UA-phase inverter 4 of the A-system winding 2, the short-circuit current flows through the neutral wire 7 to other elements. However, in the remaining B-system winding 3, current control using the neutral wire 7 is performed, and therefore, damage to the UA phase of the A-system winding 2 may reach other phases. Almost nothing.
[0019]
In the three-phase brushless motor 1 described above, for example, when the UA-phase inverter in the A-system winding 2 fails, the interface circuit 6 feeds back the UA in the A-system and B-system windings 2 and 3. After the current signals IA (IAu) and IB (IBu) flowing in the phase and the UB phase are added and summed at the summing point 11, an average value of the summed value is calculated in the block 12, and this is calculated as 2 in the comparison unit. The summing points 13 and 14 are respectively compared with current command values and output to the inverters 4 and 5.
[0020]
That is, the interface circuit 6 outputs a current signal approximately doubled to the B-system inverter 5 and controls the UA phase so as to automatically compensate for the loss in the UA phase. While the output of the three-phase brushless motor was reduced by half, the above-described three-phase brushless motor 1 would ensure an output of 5/6 or more. The three-phase brushless motor 1 is used as a redundant motor. It is the best one to do.
[0021]
In the above-described embodiments, the case where the multiphase motor according to the present invention is a three-phase brushless motor is shown, but the present invention is not limited to this, and the number of phases and the presence or absence of brushes can be appropriately selected. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a circuit showing an embodiment of a multiphase motor according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of the interface circuit of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit explanatory diagram showing a conventional multiphase motor.
[Explanation of symbols]
1 Three-phase brushless motor (multi-phase motor)
2, 3 Winding 2a, 3a Neutral point 4, 5 Inverter 6 Interface circuit 7 Neutral wire

Claims (2)

インバータにそれぞれ接続される二組の巻線を備え、これら二組の巻線に流れた電流をそれぞれフィードバックさせることで電流制御を行う多相モータにおいて、
一方の巻線における星型結線の中性点及び他方の巻線における星型結線の中性点の双方に、二組の巻線のうちの一方の巻線のいずれかの相に故障が生じた際の短絡電流を流す中性線を接続しているとともに、
当該故障が生じた相に対応する他方の巻線の相に略2倍の電流を流す電流制御を上記中性線を介して行うインターフェース回路を設けたことを特徴とする多相モータ。
In a multi-phase motor that has two sets of windings connected to each inverter and performs current control by feeding back the currents flowing through these two sets of windings,
Both the neutral point of the star connection in one winding and the neutral point of the star connection in the other winding cause a failure in either phase of one of the two windings. In addition to connecting a neutral wire that carries a short-circuit current when
A multi-phase motor comprising an interface circuit that performs current control through the neutral wire to flow a current that is approximately twice through the phase of the other winding corresponding to the phase in which the failure occurs .
各巻線に流れた電流を検出して、上記インターフェース回路にフィードバックするセンサが設けられており、
インターフェース回路は、上記センサからフィードバックされた各巻線に流れた電流信号により制御電流をインバータに出力することを特徴とする請求項1に記載の多相モータ
A sensor that detects the current flowing in each winding and feeds back to the interface circuit is provided.
The multiphase motor according to claim 1, wherein the interface circuit outputs a control current to the inverter based on a current signal fed through each winding fed back from the sensor .
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