JP2006314184A - Motor device - Google Patents
Motor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006314184A JP2006314184A JP2005164705A JP2005164705A JP2006314184A JP 2006314184 A JP2006314184 A JP 2006314184A JP 2005164705 A JP2005164705 A JP 2005164705A JP 2005164705 A JP2005164705 A JP 2005164705A JP 2006314184 A JP2006314184 A JP 2006314184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- windings
- motor
- winding
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、各相に複数の巻線を有し、これらを複数の駆動出力でドライブすることができるブラシレスモータと駆動装置および制御装置に関する。 The present invention relates to a brushless motor, a drive device, and a control device that have a plurality of windings in each phase and can drive these with a plurality of drive outputs.
ブラシレスモータのステータ各相に複数の巻線を有する場合、各相の複数の巻線を並列または直列または直並列に接続し、各相1巻線とみなせるように接続したうえで、各相ごとに、駆動装置の1出力から電力を供給することが、従来から広く行なわれている。 When there are multiple windings for each phase of the brushless motor stator, connect the multiple windings of each phase in parallel, in series or in series, and connect them so that each phase can be regarded as one winding. In addition, supplying power from one output of a driving device has been widely performed.
前記従来の技術においては、たとえば並列接続の場合、並列接続された複数の巻線を駆動装置の1出力で駆動するので、駆動出力は1つの巻線が必要とする電流に並列回路数を乗じた電流を供給しなければならない。 In the prior art, for example, in the case of parallel connection, since a plurality of windings connected in parallel are driven by one output of the driving device, the driving output multiplies the current required for one winding by the number of parallel circuits. Current must be supplied.
また、直列接続の場合は、駆動出力は1つの巻線が必要とする電圧に直列回路数を乗じた電圧を供給しなければならない。 In the case of series connection, the drive output must be supplied by multiplying the voltage required by one winding by the number of series circuits.
駆動装置の出力部はたとえばIGBTやパワーMOS FETなどの半導体素子で構成されるが、半導体メーカが一般に供給する半導体素子の最大電流、電圧定格には限界があり、モータの大出力化にともない、扱う電圧、電流が素子の電圧、電流定格の限界を超える事態が起こる。 The output part of the drive device is composed of semiconductor elements such as IGBTs and power MOS FETs, for example. However, there are limits to the maximum current and voltage rating of semiconductor elements that are generally supplied by semiconductor manufacturers, and as the output of motors increases, A situation occurs where the voltage and current handled exceed the limits of the device voltage and current rating.
この事態に対処するために、電流定格の不足に対しては、複数の半導体素子を並列接続したり、電圧定格の不足に対しては、複数の半導体素子を直列接続することが、それぞれ行なわれる。 In order to cope with this situation, a plurality of semiconductor elements are connected in parallel when the current rating is insufficient, or a plurality of semiconductor elements are connected in series when the voltage rating is insufficient. .
しかし、並列接続時には各素子に流れる電流のアンバランス、または直列接続時には各素子に印加される電圧のアンバランスの問題が発生する恐れがありる。 However, there may be a problem of unbalance of currents flowing through the elements when connected in parallel, or unbalance between voltages applied to the elements when connected in series.
さらに別の問題としては、並列あるいは直列に接続される巻線それぞれの直流抵抗、インダクタンス等が異なることにより、各巻線の電流アンバランスまたは電圧アンバランスにより一部の巻線が過熱するなどの問題が発生する。 Another problem is that some windings are overheated due to current imbalance or voltage imbalance of each winding due to different DC resistance, inductance, etc. of the windings connected in parallel or in series. Will occur.
巻線の並列接続時に直流抵抗、インダクタンスがアンバランスであれば、モータ回転により巻線に誘起する電圧による環電流が流れ、効率を悪化させる。 If the DC resistance and the inductance are unbalanced when the windings are connected in parallel, a ring current flows due to the voltage induced in the windings due to the motor rotation, deteriorating the efficiency.
本発明においては、1相あたり複数個の巻線を有する、3相もしくは多相ブラシレスモータにおいて、各相の複数の巻線をあらかじめ相互に接続することなく巻線の数と同数の駆動出力を用意し、または各相の巻線をいくつかのグループに分けそのグループごとにあらかじめ相互に接続したうえで、グループの数と同数の駆動出力を用意し、電力を供給する。 In the present invention, in a three-phase or multi-phase brushless motor having a plurality of windings per phase, the same number of driving outputs as the number of windings can be obtained without connecting the plurality of windings in each phase in advance. Prepare or divide the windings of each phase into several groups and connect them to each other in advance, and prepare the same number of drive outputs as the number of groups to supply power.
したがって、各相ごとにすべての巻線を相互に接続する従来技術の場合に比べ、駆動出力の出力電圧、電流はより小さくてすむことになるため、本発明の方式によれば、より大容量のモータを駆動することができる。 Therefore, since the output voltage and current of the drive output can be smaller than in the case of the prior art in which all windings are connected to each other for each phase, the capacity of the present invention is larger. The motor can be driven.
さらに、1巻線に対し1台の駆動出力を用意する場合は、巻線の直並列接続による電流アンバランス、電圧アンバランスの問題も、さらに前記環電流も発生しない。 Further, when one drive output is prepared for one winding, the problem of current imbalance and voltage imbalance due to the series-parallel connection of the windings and the ring current do not occur.
本発明は、以上に説明したように構成されているので、以下に記すような効果を奏する。 Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
本発明によれば、モータの1巻線に流す電流または印加する電圧を低減することができ、駆動装置の出力回路の製作が容易になり、より大出力のモータを駆動することができる。 According to the present invention, the current flowing through one winding of the motor or the voltage to be applied can be reduced, the output circuit of the drive device can be easily manufactured, and a motor with higher output can be driven.
また、巻線の並列接続時に発生する恐れのある環電流も発生せず、効率の低下がない。 Further, no ring current that may occur when the windings are connected in parallel is not generated, and the efficiency is not lowered.
出力回路に使用する半導体素子は、量産効果によりローコストが期待できる標準的な定格のものを使用することができる。 As the semiconductor element used for the output circuit, one having a standard rating that can be expected to be low-cost due to the mass production effect can be used.
駆動装置の台数が増えても制御信号は共通の信号であるので、制御装置が出力すべき信号の種類が増えることはない。 Since the control signal is a common signal even if the number of drive devices increases, the types of signals that the control device should output do not increase.
本発明の一実施例を図1を参照して説明する。
モータ5はU、V、Wの3相ブラシレスモータであり、各相はそれぞれ3巻線からなる。各相の第1〜第3の3巻線は巻数、巻線径などは同一である。各相巻線は3相Y接続されている。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The
駆動装置1、2、3はU、V、Wの3相出力をもつ3相ブリッジインバータである。
駆動装置1のS1〜S6は半導体スイッチ素子であり、直流電源装置6から電源入力端子+、−を経て供給される直流電力を3相交流電力に変換し、モータ5の3相各相の第1の巻線(U1、V1、W1)に供給する。ダイオードD1〜D6はモータ巻線が発生する逆起電圧により導通し、巻線のインダクタンスに充電されたエネルギを直流電源装置6へ回生する。The
S1 to S6 of the
制御装置1、2、3内のスイッチS1〜S6の開閉制御は制御装置4により行なわれる。制御装置4は、駆動装置1、2、3の同じ相の出力どうしが同一の出力となるように各制御装置内のスイッチS1〜S6の開閉を制御する。また、U、V、Wの3相出力は互いに120°の位相差をもち、各駆動装置の出力Uどうし、Vどうし、Wどうしは互いに同一位相、同一振幅となるように制御を行なう。この制御は、文献1に記載されている「3相120°通電矩形波駆動」や「3相正弦波駆動」などの従来技術がそのまま適用できる。 Opening and closing control of the switches S1 to S6 in the
駆動装置2、3は駆動装置1と同一回路構成であり、U、V、Wの3相出力はそれぞれモータ5の3相巻線のうちの2、3番目の巻線(U2、V2、W2およびU3、V3、W3)に電力を供給する。 The
直流電源装置6は3台の駆動装置1、2、3に対し共通に1台設置されているが、駆動装置1、2、3ごとに1台計3台設置することもできる。
以上により、モータ5の各相の第1〜第3の3巻線には同一位相、同一振幅の電力が供給されることになる。この結果、第1〜第3の3巻線を並列接続し、1出力で駆動する場合に比べ、1出力あたりの電流は1/3となり、駆動装置の出力回路に使用する素子の電流定格も1/3とすることができる。さらに、巻線を並列接続しないため、前述の環電流も発生しない。Although one DC
As described above, electric power having the same phase and the same amplitude is supplied to the first to third three windings of each phase of the
「モータ技術実用ハンドブック(ISBN4−526−04715−5)」(2001年3月23日、日刊工業新聞社)第3章3.2.2項。“Motor Technology Practical Handbook (ISBN4-526-04715-5)” (March 23, 2001, Nikkan Kogyo Shimbun), Chapter 3, Section 3.2.2.
本発明は、交流電源を直流電源に変換し、これを電源とするモータに限らず、蓄電池を電源とする電気自動車向けのような低電圧大電流モータにも好適に利用可能である。 The present invention can be suitably used not only for a motor that converts an AC power source into a DC power source and uses this as a power source, but also for a low-voltage, high-current motor such as for an electric vehicle that uses a storage battery as a power source.
1〜3:駆動装置
D1〜D6:ダイオード
S1〜S6:半導体スイッチ素子
4:制御装置
5:モータ
U1〜U3:U相巻線
V1〜V3:V相巻線
W1〜W3:W相巻線
6:直流電源装置1-3: Drive devices D1-D6: Diodes S1-S6: Semiconductor switch element 4: Control device 5: Motors U1-U3: U-phase windings V1-V3: V-phase windings W1-W3: W-phase windings 6 : DC power supply
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005164705A JP2006314184A (en) | 2005-05-09 | 2005-05-09 | Motor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005164705A JP2006314184A (en) | 2005-05-09 | 2005-05-09 | Motor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006314184A true JP2006314184A (en) | 2006-11-16 |
Family
ID=37535438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005164705A Pending JP2006314184A (en) | 2005-05-09 | 2005-05-09 | Motor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006314184A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010074981A (en) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Motor driving device |
| WO2014203300A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | 日本精工株式会社 | Motor control device, and electric power steering device and a vehicle which use same |
| CN104670321A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 比亚迪股份有限公司 | Electric fork lift and steering control system for the same |
| WO2024074886A1 (en) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | Ryan Evaristo Pinto | A system and a method for enabling parallel distribution of power to scale electrical components |
-
2005
- 2005-05-09 JP JP2005164705A patent/JP2006314184A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010074981A (en) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Motor driving device |
| WO2014203300A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | 日本精工株式会社 | Motor control device, and electric power steering device and a vehicle which use same |
| JP2015002634A (en) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 日本精工株式会社 | Motor control device, electric power steering device using the same, and vehicle |
| CN104736413A (en) * | 2013-06-17 | 2015-06-24 | 日本精工株式会社 | Motor control device, and electric power steering device and a vehicle which use same |
| US9634587B2 (en) | 2013-06-17 | 2017-04-25 | Nsk Ltd. | Motor control apparatus, electric power steering apparatus and vehicle using the same |
| CN104670321A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 比亚迪股份有限公司 | Electric fork lift and steering control system for the same |
| WO2024074886A1 (en) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | Ryan Evaristo Pinto | A system and a method for enabling parallel distribution of power to scale electrical components |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090302792A1 (en) | AC rotating machine with improved drive for its stator coil | |
| AU2012339926B2 (en) | Power converter based on H-bridges | |
| JP5095042B1 (en) | Motor drive device | |
| JP6087666B2 (en) | Power converter | |
| JP4752772B2 (en) | AC motor winding switching device and winding switching system thereof | |
| JP6683514B2 (en) | Power converter | |
| US10447183B2 (en) | Motor drive device | |
| JP2016181949A (en) | Power converter | |
| CN104065280A (en) | Improved power unit bypass method and device for multilevel inverter | |
| EP2822168A2 (en) | Power conversion apparatus and electrical-mechanical energy conversion system | |
| CN108140858B (en) | Reconfigurable converter | |
| JP6305495B1 (en) | Inverter control device and inverter control method | |
| JP2010161846A (en) | Ac motor driving unit and electric propulsion unit using same | |
| US11909342B2 (en) | Rotating electrical machine control device | |
| JP6850267B2 (en) | Drive device for rotary electric machine | |
| JP2005039932A (en) | 9-phase motor drive device | |
| JP2014180068A (en) | Motor drive device | |
| WO2020116226A1 (en) | Power conversion device | |
| WO2019171856A1 (en) | Power conversion device | |
| CN109275348B (en) | Electrical subassembly | |
| JP4348929B2 (en) | Motor control device | |
| JP4153719B2 (en) | Variable speed drive | |
| JP2006314184A (en) | Motor device | |
| JPH11252992A (en) | Power converter | |
| Su et al. | Design of a PM brushless motor drive for hybrid electrical vehicle application |