JPH07264822A - 多相多重化電動機 - Google Patents
多相多重化電動機Info
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- JPH07264822A JPH07264822A JP7295694A JP7295694A JPH07264822A JP H07264822 A JPH07264822 A JP H07264822A JP 7295694 A JP7295694 A JP 7295694A JP 7295694 A JP7295694 A JP 7295694A JP H07264822 A JPH07264822 A JP H07264822A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型・軽量化が可能であり、かつトルク脈動
が小さくフェ−ルセイフ機能を有する多相多重化電動機
を提供する。 【構成】 回転子３は、シャフト７を中心軸とするヨー
ク８の周囲に永久磁石６を配列して構成されている。固
定子鉄心４は、円環状の固定子ヨーク４１および固定子
歯部４２から構成されている。各固定子歯部４２には、
第１の３相固定子巻線を構成する各電機子巻線Ｕ1+, Ｕ
1-, Ｖ1+, …Ｗ1-、および第２の３相固定子巻線を構成
する各電機子巻線Ｕ2+, Ｕ2-, Ｖ2+, …Ｗ2-のいずれか
１つのみが巻回され、例えばＵ1+相およびＵ1-相による
磁路ＭU1と、これに隣接するＷ1+相およびＷ1-相による
磁路ＭW1およびＶ2+相およびＶ2-相による磁路ＭV2と
は、各固定子歯部４２と回転子３との間に形成される空
隙面で磁路を共用しない。
が小さくフェ−ルセイフ機能を有する多相多重化電動機
を提供する。 【構成】 回転子３は、シャフト７を中心軸とするヨー
ク８の周囲に永久磁石６を配列して構成されている。固
定子鉄心４は、円環状の固定子ヨーク４１および固定子
歯部４２から構成されている。各固定子歯部４２には、
第１の３相固定子巻線を構成する各電機子巻線Ｕ1+, Ｕ
1-, Ｖ1+, …Ｗ1-、および第２の３相固定子巻線を構成
する各電機子巻線Ｕ2+, Ｕ2-, Ｖ2+, …Ｗ2-のいずれか
１つのみが巻回され、例えばＵ1+相およびＵ1-相による
磁路ＭU1と、これに隣接するＷ1+相およびＷ1-相による
磁路ＭW1およびＶ2+相およびＶ2-相による磁路ＭV2と
は、各固定子歯部４２と回転子３との間に形成される空
隙面で磁路を共用しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多相巻線を多重化して
なる多相多重化電動機に係り、特に、多相化および多重
化された各巻線が、回転子と固定子との間隙で磁路を共
用しないようにした多相多重化電動機に関する。
なる多相多重化電動機に係り、特に、多相化および多重
化された各巻線が、回転子と固定子との間隙で磁路を共
用しないようにした多相多重化電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】多相巻線を多重化して構成された多相多
重化電動機の駆動制御方式に関しては、例えば特公平４
−１７０３６号に記載されている。ここでは従来技術と
して、３０度だけ位相シフトされた二組の（２重化され
た）３相巻線に、独立した制御装置によって位相の異な
る電流を供給する制御方式が開示（開示例１）されてい
る。また、その実施例としては、２重化された３相巻線
を独立した制御装置で同一の制御信号によって同相制御
する方式が開示（開示例２）されている。なお、上記し
た構成の多相多重化電動機では、一般的に多重化数に応
じた組数の磁極位置検出器が設けられる。
重化電動機の駆動制御方式に関しては、例えば特公平４
−１７０３６号に記載されている。ここでは従来技術と
して、３０度だけ位相シフトされた二組の（２重化され
た）３相巻線に、独立した制御装置によって位相の異な
る電流を供給する制御方式が開示（開示例１）されてい
る。また、その実施例としては、２重化された３相巻線
を独立した制御装置で同一の制御信号によって同相制御
する方式が開示（開示例２）されている。なお、上記し
た構成の多相多重化電動機では、一般的に多重化数に応
じた組数の磁極位置検出器が設けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した開示例１で
は、多相巻線の多重化によってフェ−ルセイフ性を高め
ることができ、また各巻線が異なった位相で駆動される
ため電流制御系が安定し、トルク脈動を低減することが
できる。しかしながら、位相の異なる電流を供給し、か
つ多重化された巻線間の電流制御系を安定化させるため
には、独立した制御装置間にリアクトルが必要となり、
装置の大型化、複雑化を余儀無くされるという問題があ
った。
は、多相巻線の多重化によってフェ−ルセイフ性を高め
ることができ、また各巻線が異なった位相で駆動される
ため電流制御系が安定し、トルク脈動を低減することが
できる。しかしながら、位相の異なる電流を供給し、か
つ多重化された巻線間の電流制御系を安定化させるため
には、独立した制御装置間にリアクトルが必要となり、
装置の大型化、複雑化を余儀無くされるという問題があ
った。
【０００４】また開示例２でも、多相巻線の多重化によ
ってフェ−ルセイフ性を高めることができるが、多重化
された各多相巻線が、回転子と固定子との間隙で磁路を
共用して相互に磁気的に結合しているために、相互に影
響しあって電流制御系を乱し、脈動トルクが発生しやす
いという問題があった。さらには、多重巻線間の位相が
同相であることからトルク脈動が大きいという問題があ
った。
ってフェ−ルセイフ性を高めることができるが、多重化
された各多相巻線が、回転子と固定子との間隙で磁路を
共用して相互に磁気的に結合しているために、相互に影
響しあって電流制御系を乱し、脈動トルクが発生しやす
いという問題があった。さらには、多重巻線間の位相が
同相であることからトルク脈動が大きいという問題があ
った。
【０００５】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、小型・軽量化が可能であり、かつトルク脈
動が小さくフェ−ルセイフ機能を有する多相多重化電動
機を提供することにある。
点を解決し、小型・軽量化が可能であり、かつトルク脈
動が小さくフェ−ルセイフ機能を有する多相多重化電動
機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では多相多重化電動機において、回転子
の周囲に配置された固定子と、回転子との間に予定の間
隙を保って配置された複数の固定子歯部と、各固定子歯
部のそれぞれに巻回された巻線とを設け、前記各固定子
歯部には、多相および多重化された各巻線のいずれか１
つのみが選択的に巻回されるようにした点に特徴があ
る。
ために、本発明では多相多重化電動機において、回転子
の周囲に配置された固定子と、回転子との間に予定の間
隙を保って配置された複数の固定子歯部と、各固定子歯
部のそれぞれに巻回された巻線とを設け、前記各固定子
歯部には、多相および多重化された各巻線のいずれか１
つのみが選択的に巻回されるようにした点に特徴があ
る。
【０００７】
【作用】上記した構成によれば、各固定子歯部にはいず
れかの相の巻線のみが選択的に巻回され、各固定子歯部
と回転子３との間に形成される空隙面では、他の固定子
歯部に巻回された巻線による磁路は形成されないので、
前記各空隙面では、複数の異なった巻線による磁路がオ
ーバーラップすることがない。したがって、他の巻線と
の相互インダクタンスを小さくすることが可能になる。
れかの相の巻線のみが選択的に巻回され、各固定子歯部
と回転子３との間に形成される空隙面では、他の固定子
歯部に巻回された巻線による磁路は形成されないので、
前記各空隙面では、複数の異なった巻線による磁路がオ
ーバーラップすることがない。したがって、他の巻線と
の相互インダクタンスを小さくすることが可能になる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の第１実施例である多相多
重化電動機の、回転シャフト７に垂直な平面での断面図
であり、ここでは、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相固定子巻線を２重
（それぞれを添字 1および添字 2で区別）に備えた３相
２重化電動機の構成を示している。
に説明する。図１は、本発明の第１実施例である多相多
重化電動機の、回転シャフト７に垂直な平面での断面図
であり、ここでは、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相固定子巻線を２重
（それぞれを添字 1および添字 2で区別）に備えた３相
２重化電動機の構成を示している。
【０００９】同図において、回転子３は、シャフト７を
中心軸とするヨーク８の周囲にＳ極およびＮ極の永久磁
石６を５個づつ交互に計１０個配列して構成されてい
る。一方、固定子鉄心４は、円環状の固定子ヨーク４１
および固定子歯部４２から構成されている。各固定子歯
部４２−１、４２−２、…４２−１２には、後に図４に
関して説明する第１の３相固定子巻線５-1を構成する各
電機子巻線Ｕ1+, Ｕ1-,Ｖ1+, Ｖ1-, Ｗ1+, Ｗ1-、およ
び第２の３相固定子巻線５-2を構成する各電機子巻線Ｕ
2+, Ｕ2-, Ｖ2+, Ｖ2-, Ｗ2+, Ｗ2-のいずれかのみが一
相づつ選択的に巻回されている。
中心軸とするヨーク８の周囲にＳ極およびＮ極の永久磁
石６を５個づつ交互に計１０個配列して構成されてい
る。一方、固定子鉄心４は、円環状の固定子ヨーク４１
および固定子歯部４２から構成されている。各固定子歯
部４２−１、４２−２、…４２−１２には、後に図４に
関して説明する第１の３相固定子巻線５-1を構成する各
電機子巻線Ｕ1+, Ｕ1-,Ｖ1+, Ｖ1-, Ｗ1+, Ｗ1-、およ
び第２の３相固定子巻線５-2を構成する各電機子巻線Ｕ
2+, Ｕ2-, Ｖ2+, Ｖ2-, Ｗ2+, Ｗ2-のいずれかのみが一
相づつ選択的に巻回されている。
【００１０】ここで、３相固定子巻線５の各相を構成す
る２つの巻線、例えば第１の３相固定子巻線５-1のＵ相
であればＵ1+とＵ1-とでは、電気角で３０度の位相差を
有する。また、第１および第２の３相固定子巻線５-1、
５-2間の位相差は電気角で１８０度であり、これは巻方
向を反転することによって達成することが出来る。
る２つの巻線、例えば第１の３相固定子巻線５-1のＵ相
であればＵ1+とＵ1-とでは、電気角で３０度の位相差を
有する。また、第１および第２の３相固定子巻線５-1、
５-2間の位相差は電気角で１８０度であり、これは巻方
向を反転することによって達成することが出来る。
【００１１】このような構成によれば、例えばＵ1+相お
よびＵ1-相による磁路ＭU1と、これに隣接するＷ1+相お
よびＷ1-相による磁路ＭW1およびＶ2+相およびＶ2-相に
よる磁路ＭV2とは、各固定子歯部４２と回転子３との間
に形成される空隙面で磁路を共用することがないので、
各巻線間での相互干渉がない。
よびＵ1-相による磁路ＭU1と、これに隣接するＷ1+相お
よびＷ1-相による磁路ＭW1およびＶ2+相およびＶ2-相に
よる磁路ＭV2とは、各固定子歯部４２と回転子３との間
に形成される空隙面で磁路を共用することがないので、
各巻線間での相互干渉がない。
【００１２】図２は、上記回転子３および固定子鉄心４
からなる多相多重化電動機の回転シャフト７に沿った平
面での断面図であり、固定子鉄心４はハウジング１６の
内周面に固定され、回転子３はハウジング１６のエンド
ブラケット１７にベアリング１８を介して回転自在に軸
支されている。回転シャフト７には、位置検出器ＰＳ用
の磁石ＰＳＭＡＧおよびエンコーダＥが同軸状に設けら
れている。このような構成では、回転子３の回転位置
は、これと同軸状に固定された磁石ＰＳＭＡＧの回転位
置を一組の磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷ（図２では図示
を省略、図３を参照）で検出することにより行われる。
からなる多相多重化電動機の回転シャフト７に沿った平
面での断面図であり、固定子鉄心４はハウジング１６の
内周面に固定され、回転子３はハウジング１６のエンド
ブラケット１７にベアリング１８を介して回転自在に軸
支されている。回転シャフト７には、位置検出器ＰＳ用
の磁石ＰＳＭＡＧおよびエンコーダＥが同軸状に設けら
れている。このような構成では、回転子３の回転位置
は、これと同軸状に固定された磁石ＰＳＭＡＧの回転位
置を一組の磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷ（図２では図示
を省略、図３を参照）で検出することにより行われる。
【００１３】図３は、前記位置検出器ＰＳにおける磁石
ＰＳＭＡＧと一組の磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷとの相
対的な位置関係を表した図であり、磁石ＰＳＭＡＧの外
周部分には、第１の３相固定子巻線５-1を構成する各電
機子巻線Ｕ1+, Ｕ1-, Ｖ1+,Ｖ1-, Ｗ1+, Ｗ1-と対向す
る位置に、３つの磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷが配置さ
れている。なお、本実施例では第１の３相固定子巻線５
-1および第２の３相固定子巻線５-2が同相制御されるこ
とから、第２の３相固定子巻線５-2を構成する各電機子
巻線Ｕ2+, Ｕ2-, Ｖ2+, Ｖ2-, Ｗ2+, Ｗ2-に関する位置
検出器（磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）は不要である。
ＰＳＭＡＧと一組の磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷとの相
対的な位置関係を表した図であり、磁石ＰＳＭＡＧの外
周部分には、第１の３相固定子巻線５-1を構成する各電
機子巻線Ｕ1+, Ｕ1-, Ｖ1+,Ｖ1-, Ｗ1+, Ｗ1-と対向す
る位置に、３つの磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷが配置さ
れている。なお、本実施例では第１の３相固定子巻線５
-1および第２の３相固定子巻線５-2が同相制御されるこ
とから、第２の３相固定子巻線５-2を構成する各電機子
巻線Ｕ2+, Ｕ2-, Ｖ2+, Ｖ2-, Ｗ2+, Ｗ2-に関する位置
検出器（磁極センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）は不要である。
【００１４】図４は、当該電動機の制御系の構成を示し
たブロック図であり、ここでは、各３相固定子巻線５-
1、５-2が、同一構成の独立した２つのインバ−タ回路
１０Ａ、１０Ｂおよび制御回路（１２、１３、１４）に
より制御される。なお、符号Ｂを付した各構成の動作は
符号Ａを付した各構成の動作と同様なので、ここでは符
号Ａを付した各構成の動作のみを説明する。
たブロック図であり、ここでは、各３相固定子巻線５-
1、５-2が、同一構成の独立した２つのインバ−タ回路
１０Ａ、１０Ｂおよび制御回路（１２、１３、１４）に
より制御される。なお、符号Ｂを付した各構成の動作は
符号Ａを付した各構成の動作と同様なので、ここでは符
号Ａを付した各構成の動作のみを説明する。
【００１５】Ｆ／Ｖ変換器１５は、エンコーダＥによっ
て検出された回転位置情報θに基づいて回転子３の実際
の回転速度ωｆを演算する。速度制御回路（ＡＳＲ）１
１は、別途に与えられる速度指令ωｓと前記実際の速度
ωｆとの速度差ωｅを算出すると共に、当該速度差ωｅ
にＰＩ制御（Ｐ：比例項、Ｉ：積分項）を実行してトル
ク指令すなわち電流指令Ｉｓおよび回転子３の回転角θ
Ａを求め、それぞれ２相−３相変換回路１４Ａおよび正
弦波・余弦波発生器１２Ａへ出力する。
て検出された回転位置情報θに基づいて回転子３の実際
の回転速度ωｆを演算する。速度制御回路（ＡＳＲ）１
１は、別途に与えられる速度指令ωｓと前記実際の速度
ωｆとの速度差ωｅを算出すると共に、当該速度差ωｅ
にＰＩ制御（Ｐ：比例項、Ｉ：積分項）を実行してトル
ク指令すなわち電流指令Ｉｓおよび回転子３の回転角θ
Ａを求め、それぞれ２相−３相変換回路１４Ａおよび正
弦波・余弦波発生器１２Ａへ出力する。
【００１６】正弦波・余弦波発生器１２Ａは、位置検出
器ＰＳの出力信号Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃおよび回転角θＡに
基づいて、３相固定子巻線５-1の各巻線の誘起電圧と同
相の正弦波出力、あるいは必要に応じて位相シフトした
正弦波出力を発生する。２相−３相変換回路１４Ａは、
前記電流指令Ｉｓおよび正弦波・余弦波発生器１２Ａの
出力信号に応じて、各相に電流指令出力信号Ｉｓａ、Ｉ
ｓｂ、Ｉｓｃを出力する。
器ＰＳの出力信号Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃおよび回転角θＡに
基づいて、３相固定子巻線５-1の各巻線の誘起電圧と同
相の正弦波出力、あるいは必要に応じて位相シフトした
正弦波出力を発生する。２相−３相変換回路１４Ａは、
前記電流指令Ｉｓおよび正弦波・余弦波発生器１２Ａの
出力信号に応じて、各相に電流指令出力信号Ｉｓａ、Ｉ
ｓｂ、Ｉｓｃを出力する。
【００１７】各相は、それぞれ個別に電流制御系（ＡＣ
Ｒ）１３Ａを具備している。各電流制御系１３Ａは、前
記電流指令Ｉｓａ、Ｉｓｂ、Ｉｓｃおよび電流検出器Ｃ
Ｔからの電流検出信号Ｉｆａ、Ｉｆｂ、Ｉｆｃに基づい
て、直流電源９Ａから各相に適宜のタイミングで電力が
供給されるようにインバ−タ１０Ａを制御する。これに
より、各相合成の電流ベクトルが界磁磁束に直角あるい
は位相シフトした位置に常に形成されるので、無整流子
で直流機と同等の特性を得ることができる。
Ｒ）１３Ａを具備している。各電流制御系１３Ａは、前
記電流指令Ｉｓａ、Ｉｓｂ、Ｉｓｃおよび電流検出器Ｃ
Ｔからの電流検出信号Ｉｆａ、Ｉｆｂ、Ｉｆｃに基づい
て、直流電源９Ａから各相に適宜のタイミングで電力が
供給されるようにインバ−タ１０Ａを制御する。これに
より、各相合成の電流ベクトルが界磁磁束に直角あるい
は位相シフトした位置に常に形成されるので、無整流子
で直流機と同等の特性を得ることができる。
【００１８】図５は、前記図４に関して説明した制御系
の主要部の信号波形図であり、同図(a),(b) は、それぞ
れ正弦波・余弦波発生器１２Ａから出力される正弦波信
号および余弦波信号であり、同図(c),(d),(e) は、それ
ぞれ２相−３相変換回路１４Ａの出力信号Ｉｓａ、Ｉｓ
ｂ、Ｉｓｃであり、同図(f),(g),(h) は、それぞれ磁極
センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷの出力信号である。
の主要部の信号波形図であり、同図(a),(b) は、それぞ
れ正弦波・余弦波発生器１２Ａから出力される正弦波信
号および余弦波信号であり、同図(c),(d),(e) は、それ
ぞれ２相−３相変換回路１４Ａの出力信号Ｉｓａ、Ｉｓ
ｂ、Ｉｓｃであり、同図(f),(g),(h) は、それぞれ磁極
センサＨＵ、ＨＶ、ＨＷの出力信号である。
【００１９】本実施例では、電流を界磁磁束に直角、す
なわち誘起電圧に対して同相に制御した場合の電流指令
出力信号を示しており、これらは電気角で１２０度の位
相差を有する正弦波信号となっている。また、この電流
指令は、必要に応じて誘起電圧に対して位相シフトさせ
ることができる。
なわち誘起電圧に対して同相に制御した場合の電流指令
出力信号を示しており、これらは電気角で１２０度の位
相差を有する正弦波信号となっている。また、この電流
指令は、必要に応じて誘起電圧に対して位相シフトさせ
ることができる。
【００２０】本実施例によれば、各固定子歯部４２には
いずれか１つの相の巻線のみが選択的に巻回され、各固
定子歯部４２と回転子３との間に形成される空隙面で
は、他の固定子歯部に巻回された巻線による磁路は形成
されないので、前記各空隙面において、一の巻線と他の
一巻線とは磁路を共用することがない。したがって、他
の巻線との相互インダクタンスを小さくすることがで
き、電流制御系を乱すことがないので、脈動トルクの発
生を減じることができる。
いずれか１つの相の巻線のみが選択的に巻回され、各固
定子歯部４２と回転子３との間に形成される空隙面で
は、他の固定子歯部に巻回された巻線による磁路は形成
されないので、前記各空隙面において、一の巻線と他の
一巻線とは磁路を共用することがない。したがって、他
の巻線との相互インダクタンスを小さくすることがで
き、電流制御系を乱すことがないので、脈動トルクの発
生を減じることができる。
【００２１】さらに、本実施例では隣り合う巻線を同相
に選択するようにしたので、わたり線の交錯の無くする
ことができ、構成の簡素化、簡単化が可能になる。
に選択するようにしたので、わたり線の交錯の無くする
ことができ、構成の簡素化、簡単化が可能になる。
【００２２】なお、上記した実施例では、多重化された
各固定子巻線５-1、５-2ごとに正弦波・余弦波発生器１
２や２相−３相変換回路１４などを設けるものとして説
明したが、本実施例では各固定子巻線５-1および５-2が
同位相であることから、これらを共通化することも可能
である。
各固定子巻線５-1、５-2ごとに正弦波・余弦波発生器１
２や２相−３相変換回路１４などを設けるものとして説
明したが、本実施例では各固定子巻線５-1および５-2が
同位相であることから、これらを共通化することも可能
である。
【００２３】図６は、本発明の第２実施例である３相２
重化電動機の、回転軸に垂直な平面での断面図であり、
前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
重化電動機の、回転軸に垂直な平面での断面図であり、
前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２４】本実施例では、各３相固定子巻線の各相を
構成する２つの巻線、例えば第１の３相固定子巻線５-1
のＵ相であればＵ1+とＵ1-とは電気角が同位相で、各３
相固定子巻線５-1、５-2間の位相差は電気角で３０度で
ある。本実施例では、速度制御系１１の出力角θＡ、θ
Ｂは３０度の位相差をもって出力することが必要であ
る。また、前記図４に関して説明した実施例と同様に、
正弦波・余弦波発生器１２、２相−３相変換回路１４、
および電流制御系１３は、それぞれ各多相固定子巻線の
それぞれに必要となる。
構成する２つの巻線、例えば第１の３相固定子巻線５-1
のＵ相であればＵ1+とＵ1-とは電気角が同位相で、各３
相固定子巻線５-1、５-2間の位相差は電気角で３０度で
ある。本実施例では、速度制御系１１の出力角θＡ、θ
Ｂは３０度の位相差をもって出力することが必要であ
る。また、前記図４に関して説明した実施例と同様に、
正弦波・余弦波発生器１２、２相−３相変換回路１４、
および電流制御系１３は、それぞれ各多相固定子巻線の
それぞれに必要となる。
【００２５】本実施例においても、各固定子歯部４２に
はいずれか１つの相の巻線のみが巻回され、巻線同士が
各固定子歯部４２と回転子３との空隙面で磁路を共用す
ることがないので、前記第１実施例に比べて構成は多少
複雑となるものの、前記と同様の効果を達成することが
できる。もっとも、各多相の巻線間の電気角は予め決ま
っているので、一つの多相固定子巻線のみを制御回路
（１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ）で制御し、他の相は電気角
で３０度遅らせるように制御すれば、符号１２Ｂ、１３
Ｂ、１４Ｂで示した他方の制御回路の各構成は省略する
ことができる。
はいずれか１つの相の巻線のみが巻回され、巻線同士が
各固定子歯部４２と回転子３との空隙面で磁路を共用す
ることがないので、前記第１実施例に比べて構成は多少
複雑となるものの、前記と同様の効果を達成することが
できる。もっとも、各多相の巻線間の電気角は予め決ま
っているので、一つの多相固定子巻線のみを制御回路
（１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ）で制御し、他の相は電気角
で３０度遅らせるように制御すれば、符号１２Ｂ、１３
Ｂ、１４Ｂで示した他方の制御回路の各構成は省略する
ことができる。
【００２６】ところで、上記したように位置検出器ＰＳ
を一方の３相固定子巻線のみに配置する方式は、特に電
流制御系を持たずに直流出力電力のみをＰＷＭ（Pulse
Width Modulation) によって制御する簡易制御回路を用
いる場合に有効である。この場合、一方の３相固定巻線
に関する給電の切り替えのタイミングは位置検出器ＰＳ
による検出信号に基づいて行い、他方の３相固定巻線に
関する給電の切り替えタイミングは、前記検出信号に基
づいて算出あるいは推定することにより求めることがで
きる。
を一方の３相固定子巻線のみに配置する方式は、特に電
流制御系を持たずに直流出力電力のみをＰＷＭ（Pulse
Width Modulation) によって制御する簡易制御回路を用
いる場合に有効である。この場合、一方の３相固定巻線
に関する給電の切り替えのタイミングは位置検出器ＰＳ
による検出信号に基づいて行い、他方の３相固定巻線に
関する給電の切り替えタイミングは、前記検出信号に基
づいて算出あるいは推定することにより求めることがで
きる。
【００２７】多相巻線の切り替えタイミングの推定は、
一つの相の切り替え時間（３相の場合には電気角で６０
度）さえ測定すれば、他の相の切り替えタイミングは、
その区間の回転速度をエンコ−ダＥで求めれば計算によ
り求めることができる。このような位置検出器の簡素化
は、一般の多相ブラシレスモ−タの制御にも適用するこ
とができる。
一つの相の切り替え時間（３相の場合には電気角で６０
度）さえ測定すれば、他の相の切り替えタイミングは、
その区間の回転速度をエンコ−ダＥで求めれば計算によ
り求めることができる。このような位置検出器の簡素化
は、一般の多相ブラシレスモ−タの制御にも適用するこ
とができる。
【００２８】一般に広く使用されている３相構造では、
上記したように３個を一組とする磁極センサＨＵ、Ｈ
Ｖ、ＨＷにより通電区間を６モ−ドに分割することがで
きる。一般にｍ相（ｍ＞４）固定子巻線の場合にはｍ個
の磁極センサが必要である。しかし、次の通電切り替え
タイミングを前回より推定する上記の方式を利用すれ
ば、磁極センサの取付け個数ｉはｍ＞ｉ＞ｍ／２とする
ことが可能である。
上記したように３個を一組とする磁極センサＨＵ、Ｈ
Ｖ、ＨＷにより通電区間を６モ−ドに分割することがで
きる。一般にｍ相（ｍ＞４）固定子巻線の場合にはｍ個
の磁極センサが必要である。しかし、次の通電切り替え
タイミングを前回より推定する上記の方式を利用すれ
ば、磁極センサの取付け個数ｉはｍ＞ｉ＞ｍ／２とする
ことが可能である。
【００２９】このように磁極センサの取付け個数を減じ
て位置検出器ＰＳを省略あるいは簡素化すると、位置検
出器ＰＳからの引出線の数を少なくすることができるの
で、電動機と制御回路とを離して据え付けなければなら
ない環境下では特に効果がある。
て位置検出器ＰＳを省略あるいは簡素化すると、位置検
出器ＰＳからの引出線の数を少なくすることができるの
で、電動機と制御回路とを離して据え付けなければなら
ない環境下では特に効果がある。
【００３０】なお、上記した第２実施例では、回転子３
には１０個の永久磁石磁極が設けられ、固定子４には１
２個の固定子歯部（突極磁極）４２が設けられ、各巻線
間の電気角の位相差は３０度となる。一般に、永久磁石
の磁極数Ｐと固定子歯部数Ｍとの比は３ｎ±２：３ｎ、
３ｎ±１：３ｎ（ｎは正の整数）にすることで、３相多
重のモ−タの構成が可能になる。図６は、その中で最も
簡単な３相２重の構成を示している。
には１０個の永久磁石磁極が設けられ、固定子４には１
２個の固定子歯部（突極磁極）４２が設けられ、各巻線
間の電気角の位相差は３０度となる。一般に、永久磁石
の磁極数Ｐと固定子歯部数Ｍとの比は３ｎ±２：３ｎ、
３ｎ±１：３ｎ（ｎは正の整数）にすることで、３相多
重のモ−タの構成が可能になる。図６は、その中で最も
簡単な３相２重の構成を示している。
【００３１】また、上記した各実施例では、本発明を回
転型のモ−タ駆動に適用した場合について説明したが、
永久磁石を利用した電動機装置としては、その他に例え
ばリニアモ−タ駆動にも適用することができる。また、
制御方式として回転子３の位置に対して正弦波状の電流
制御を行う方式について述べたが、電流制御をしない１
２０度通電型のブラシレスモ−タ方式にも適用できるこ
とは言うまでもない。なお、ブラシレスモ−タの位置検
出は電動機の誘起電圧から推定することができる。以上
の方式では上記の磁極位置検出器は不要である。この場
合には、誘起電圧が一定以上になる回転数までは、外部
からの同期信号によってドライブ（低周波同期始動）す
る必要がある。
転型のモ−タ駆動に適用した場合について説明したが、
永久磁石を利用した電動機装置としては、その他に例え
ばリニアモ−タ駆動にも適用することができる。また、
制御方式として回転子３の位置に対して正弦波状の電流
制御を行う方式について述べたが、電流制御をしない１
２０度通電型のブラシレスモ−タ方式にも適用できるこ
とは言うまでもない。なお、ブラシレスモ−タの位置検
出は電動機の誘起電圧から推定することができる。以上
の方式では上記の磁極位置検出器は不要である。この場
合には、誘起電圧が一定以上になる回転数までは、外部
からの同期信号によってドライブ（低周波同期始動）す
る必要がある。
【００３２】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば以下の
ような効果が達成される。 (1) 各巻線間の相互インダクタンスを小さくすることが
できるので、電流制御系が安定に動作し、制御装置の巻
線間にリアクトル等を入れる必要も無く、小形化、構成
の簡単化が達成される。 (2) 多重の多相電動機を一組の磁極位置検出器で動作さ
せることができるので、起動時の若干のトルク低下（運
転時には変化なし）と引替えに構成の簡単化が達成され
る。
ような効果が達成される。 (1) 各巻線間の相互インダクタンスを小さくすることが
できるので、電流制御系が安定に動作し、制御装置の巻
線間にリアクトル等を入れる必要も無く、小形化、構成
の簡単化が達成される。 (2) 多重の多相電動機を一組の磁極位置検出器で動作さ
せることができるので、起動時の若干のトルク低下（運
転時には変化なし）と引替えに構成の簡単化が達成され
る。
【図１】 本発明の第１実施例である３相２重化電動機
の回転軸に垂直な平面での断面図である。
の回転軸に垂直な平面での断面図である。
【図２】 図１に示した３相２重化電動機の回転軸に沿
った平面での断面図である。
った平面での断面図である。
【図３】 位置検出器の概略構成を示した図である。
【図４】 ３相多２重化電動機の制御回路のブロック図
である。
である。
【図５】 図４の主要部の信号波形を示した図である。
【図６】 本発明の第２実施例である３相多２重化電動
機の回転軸に垂直な平面での断面図である。
機の回転軸に垂直な平面での断面図である。
１…回転電機、２…固定子、３…回転子、４…固定子鉄
心、５…固定子巻線、６…永久磁石、７…シャフト、８
…ヨ−ク、９…直流電源、１０…インバ−タ、１１…速
度制御回路、１２…正弦波・余弦波発生器、１３…電流
制御系、１４…２相−３相変換回路、１５…Ｆ／Ｖ変換
器、１６…ハウジング、１７…エンドブラケット、１８
…ベアリング、ＰＳ…位置検出器、Ｅ…エンコ−ダ
心、５…固定子巻線、６…永久磁石、７…シャフト、８
…ヨ−ク、９…直流電源、１０…インバ−タ、１１…速
度制御回路、１２…正弦波・余弦波発生器、１３…電流
制御系、１４…２相−３相変換回路、１５…Ｆ／Ｖ変換
器、１６…ハウジング、１７…エンドブラケット、１８
…ベアリング、ＰＳ…位置検出器、Ｅ…エンコ−ダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 和夫 東京都千代田区神田美土代町７番地 日本 サーボ株式会社内 (72)発明者 虻川 俊美 東京都千代田区神田美土代町７番地 日本 サーボ株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 予定の位相差で励磁される複数の巻線か
らなる多相固定子巻線を多重に備えた多相多重化電動機
において、 回転子の周囲に配置された固定子と、 前記固定子に設けられ、前記回転子との間に予定の間隙
を保って配置された複数の固定子歯部と、 各固定子歯部のそれぞれに巻回された巻線とを具備し、 前記各固定子歯部には、多相および多重化された各巻線
のいずれか１つのみが選択的に巻回されることを特徴と
する多相多重化電動機。 - 【請求項２】 予定の位相差で励磁される複数の巻線か
らなる多相固定子巻線を多重に備えた多相多重化電動機
において、 回転子の周囲に配置された固定子と、 前記固定子に設けられ、前記回転子との間に予定の間隙
を保って配置された複数の固定子歯部と、 各固定子歯部のそれぞれに巻回された巻線とを具備し、 一の巻線と他の一巻線とは、回転子と各固定子歯部との
間隙において磁路を共用しないことを特徴とする多相多
重化電動機。 - 【請求項３】 同相の巻線が巻回された一対の固定子歯
部は、相互に隣接配置されたことを特徴とする請求項１
または２に記載の多相多重化電動機。 - 【請求項４】 同相の巻線が巻回された一対の固定子歯
部は、回転子を挟んで相互に対向配置されたことを特徴
とする請求項１または２に記載の多相多重化電動機。 - 【請求項５】 前記多重化された各多相固定子巻線は、
それぞれ同一構成の制御装置によって駆動制御されるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の多
相多重化電動機。 - 【請求項６】 前記多重化された各多相固定子巻線は、
それぞれ共通の制御装置によって駆動制御されることを
特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の多相多
重化電動機。 - 【請求項７】 前記多重化された多相固定子巻線のいず
れかの励磁タイミングを検知するために回転子の回転位
置を検出する唯一の回転位置検出手段と、 前記回転位置の検出結果に基づいて、多重化された他の
多相固定子巻線の励磁タイミングを算出する手段とを、
さらに具備したことを特徴とする請求項１ないし６のい
ずれかに記載の多相多重化電動機。 - 【請求項８】 前記多重化された多相固定子巻線のいず
れかの制御タイミングを検知するために、回転子の回転
に応じて各巻線に誘起される起電力を検出し、これに基
づいて回転子の回転位置を検出する手段を、さらに具備
したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記
載の多相多重化電動機。 - 【請求項９】 前記唯一の回転位置検出手段は、相数が
ｍ（ｍ＞４）のとき、ｉ個（ｍ＞ｉ＞ｍ／２）の磁極セ
ンサを、予定の間隔で配置して構成されることを特徴と
する請求項７に記載の多相多重化電動機。 - 【請求項１０】 前記回転子は永久磁石回転子であり、
当該永久磁石回転子の磁極数をＰ、多相多重化された巻
線数をＭとした時、両者の比は３ｎ±２：３ｎ（ｎは４
の倍数）および３ｎ±１：３ｎ（ｎは正の整数）のいず
れかであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれ
かに記載の多相多重化電動機。 - 【請求項１１】 前記多相多重化電動機は、３相２重化
電動機であることを特徴とする請求項１ないし１０のい
ずれかに記載の多相多重化電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7295694A JPH07264822A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 多相多重化電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7295694A JPH07264822A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 多相多重化電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07264822A true JPH07264822A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=13504350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7295694A Pending JPH07264822A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 多相多重化電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07264822A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6531797B2 (en) | 2001-04-17 | 2003-03-11 | Moteurs Leroy-Somer | Rotary electric machine stator having individual removable coils |
| US6661137B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-12-09 | Moteurs Leroy-Somer | Drive element such as a driving wheel or a hoisting winch, the element comprising a synchronous motor |
| US6683397B2 (en) | 2001-04-17 | 2004-01-27 | Moteurs Leroy-Somer | Electric machine having at least one magnetic field detector |
| US6891299B2 (en) | 2000-05-03 | 2005-05-10 | Moteurs Leroy-Somer | Rotary electric machine having a flux-concentrating rotor and a stator with windings on teeth |
| US6977496B2 (en) | 2002-12-18 | 2005-12-20 | Nissan Motor Co., Ltd. | Coaxial multiplex position detector and rotating machine using coaxial multiplex position detector |
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| WO2013054439A1 (ja) | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型モータ |
| WO2013094075A1 (ja) | 2011-12-23 | 2013-06-27 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型モータ |
| JP2014003891A (ja) * | 2009-09-03 | 2014-01-09 | Protean Electric Ltd | 電気モーター及び発電機 |
| WO2014192130A1 (ja) | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 三菱電機株式会社 | 多重多相巻線交流回転電機および電動パワーステアリング装置 |
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| US11649742B2 (en) | 2016-11-07 | 2023-05-16 | Denso Corporation | Attachment structure for vehicle motor, in-vehicle equipment, and brushless motor |
| DE102010025961B4 (de) | 2009-07-24 | 2023-10-05 | Fanuc Corporation | Antriebsanordnung für einen Motor mit einer Vielzahl von Stator-Erregerwicklungen |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP7295694A patent/JPH07264822A/ja active Pending
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| FR2892868A1 (fr) * | 2005-10-27 | 2007-05-04 | Leroy Somer Moteurs | Machine electrique a sondes a effet hall. |
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| EP1780875A2 (fr) * | 2005-10-27 | 2007-05-02 | Moteurs Leroy-Somer | Machine électrique à sondes à effet Hall |
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| DE102010016929B4 (de) | 2009-05-14 | 2019-03-07 | Denso Corporation | Rotierende elektrische Maschine mit verbesserter Statorwicklungsanordnung zur Verminderung der magnetischen Störung und der Drehmomentwelligkeit |
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