JP2010154717A - Motor drive apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円周方向に相順に複数の集中巻き(トロイダル巻き)のコイルが隣りのコイルと励磁方向が互いに異なるように逆向きに巻かれて配置されたステータと、該ステータの内側の円周方向に複数の突極が形成されたロータとを備えたモータを駆動するモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a stator in which a plurality of concentrated winding (toroidal winding) coils are wound in the circumferential direction in opposite directions so as to have different excitation directions from adjacent coils, and a circle inside the stator. The present invention relates to a motor driving device that drives a motor including a rotor having a plurality of salient poles formed in a circumferential direction.
従来、電気自動車の駆動モータ等には、スイッチドリラクタンスモータ(以下、SRモータという)に代表される、ステータに相順に三相の集中巻きのコイルを配置したモータが用いられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a drive motor for an electric vehicle, a motor represented by a switched reluctance motor (hereinafter referred to as an SR motor) in which a three-phase concentrated winding coil is arranged in a phase sequence on a stator is used.
そして、ステータおよびロータの両方に突極が形成された両突極型のSRモータは図9示すように形成される。図9のRモータ100はヨークが軟磁性体(珪素鋼鈑等)で形成されたステータ200およびその内側のロータ300を備える。ステータ200のヨークの内周面には半径方向内向きの複数の突極201が円周方向に形成され、ロータ300のヨークの周面にも半径方向外向きの複数個の突極301が円周方向に形成されている。さらに、ステータ200の各突極201には集中巻きの3相A、B、Cのコイル400が順に配置されている(例えば、特許文献1参照)。
A double salient pole type SR motor in which salient poles are formed on both the stator and the rotor is formed as shown in FIG. The
上記構成のSRモータ1は図10の構成の三相インバータ部500を備えたモータ駆動装置によって駆動される。図10において、600は例えば車両のバッテリ、501はバッテリ600に並列に接続されたエネルギ蓄積コンデンサであり、バッテリ600とともに三相インバータ部500の直流電源を形成する。502ap、502anはA相のコイル400を挟んで出力側が直列に接続されたA相のブリッジ辺aの正側、負側のFET(スイッチング素子)である。502bp、502bnは前記直流電源の正負両端間にB相のコイル400を挟んで出力側が直列に接続されたB相のブリッジ辺bの正側、負側のFET(スイッチング素子)である。502cp、502cnは前記直流電源の正負両端間にC相のコイル400を挟んで出力側が直列に接続されたC相のブリッジ辺cの正側、負側のFET(スイッチング素子)である。503ap、503bp、503cpはアノードが各相のFET502an、502bn、502cnとコイル400との接続点に接続された帰還ダイオードであり、カソードは前記直流電源の正側(+)に接続されている。503an、503bn、503cnはカソードが各相のFET502ap、502bp、502cpとコイル400との接続点に接続された帰還ダイオードであり、アノードは前記直流電源の負側(−)に接続されている。なお、図10では各相の直並列接続される複数個のコイル400を、それぞれ1つのコイル400で代表して示し、各相の複数のコイル400の接続構成は省略している。
The SR
そして、特許文献1にも記載されているように、FET502ap、502anのオンによるA相のコイル400の通電励磁、FET502bp、502bnのオンによるB相のコイル400の通電励磁、FET502cp、502cnのオンによるC相のコイル400の通電励磁が相順に切り替えて行なわれ、その結果、SRモータ100のロータ300が磁気吸引されて図9の矢印線の方向に回転する。
SRモータ1に代表されるこの種のモータは、従来、ステータの各相の集中巻きのコイルを相順に通電励磁するため、図10の三相インバータ部500を有するモータ駆動装置により駆動されるが、この場合、三相インバータ部500は、近年の普及により安価になったインテリジェントパワーモジュール(IPM)である汎用の三相インバータモジュールとは帰還ダイオード503ap〜503cnの接続が異なり、専用モジュールとしてあらたに形成する必要がある。
Conventionally, this type of motor represented by the SR
すなわち、IPMである汎用の三相インバータモジュールは、例えばFET構成の場合、図11に示すように、三相インバータ700の各相のブリッジ辺に、図10の2個のFET502ap、502an、FET502bp、502bn、FET502cp、502cnに相当する2個のFETQ1p、Q1n、FETQ2p、Q2n、FETQ3p、Q3nを設け、各FETQ1p〜Q3nの出力側の両端間に帰還ダイオードD1p、D1n、D2p、D2n、D3p、D3nを設けて形成される。この場合、帰還ダイオードD1p〜D3nの接続は、図10の三相インバータ500の帰還ダイオード503ap〜503wnの接続と大きく異なる。そのため、安価な汎用の三相インバータモジュールによっては三相インバータ部500を形成することができず、従来のこの種のモータ駆動装置は高価になる。
That is, in the case of a general-purpose three-phase inverter module that is an IPM, for example, in the case of an FET configuration, as shown in FIG. 11, two FETs 502 ap, 502 an, and FET 502 bp in FIG. Two FETs Q1p, Q1n, FETQ2p, Q2n, FETQ3p, Q3n corresponding to 502bn, FET502cp, 502cn are provided. Provided. In this case, the connection of the feedback diodes D1p to D3n is greatly different from the connection of the feedback diodes 503ap to 503wn of the three-
また、図10からも明らかなように、各相のコイル400の両端を三相インバータ部500の各相のFET502ap、502an、FET502bp、502bn、FET502cp、502cnの出力側に接続するため、例えばSRモータ100と三相インバータ部500とが合計6本の電力用の配線(ケーブル)を介して繋がり、配線の本数が多く、従来のこの種のモータ駆動装置は、高価になるだけでなく大型化する。
As apparent from FIG. 10, both ends of each
ところで、本出願人は、円周方向に相順に複数の集中巻きのコイルが励磁方向が互いに異なるように隣りのコイルと逆向きに巻かれて配置された軟磁性体のステータと、このステータの内側の円周方向に複数の突極が形成された軟磁性体のロータとを備えた新規な構成のモータを、既に発明して出願している(特願2008−323428号)。そして、この既出願のモータも三相インバータ部500を備えたモータ駆動装置によって駆動すると、高価になるとともにSRモータ1の場合と同様の問題が生じる。
By the way, the applicant of the present invention has disclosed a soft magnetic stator in which a plurality of concentrated winding coils are wound in the opposite direction to the adjacent coils so that the excitation directions are different from each other in the circumferential direction, and the stator A novel motor having a soft magnetic rotor having a plurality of salient poles formed in the inner circumferential direction has already been invented and applied (Japanese Patent Application No. 2008-323428). When the motor of the already-filed application is also driven by a motor driving device provided with the three-
本発明は、とくに前記既出願のモータの駆動に好適で、IPMである汎用の三相インバータモジュールを使用した安価な構成であって、モータと三相インバータ部との電力用の配線本数が少ない新規な構成のモータ駆動装置を提供ることを目的とする。 The present invention is particularly suitable for driving the motor of the already-filed application, and has an inexpensive configuration using a general-purpose three-phase inverter module that is an IPM, and has a small number of wires for power between the motor and the three-phase inverter unit. An object of the present invention is to provide a motor drive device having a novel configuration.
上記した目的を達成するために、本発明のモータ駆動装置は、円周方向に相順に複数の集中巻きのコイルが励磁方向が互いに異なるように隣りのコイルと逆向きに巻かれて配置された軟磁性体のステータと、該ステータの内側の円周方向に複数の突極が形成された軟磁性体のロータとを備えたモータを駆動するモータ駆動装置であって、直流電源の正負端子間に各相のブリッジ辺が接続され、該各ブリッジ辺に2個のスイッチング素子の出力側が直列に接続され、前記両スイッチング素子の出力端子間にダイオードが接続されたフルブリッジ構成の三相インバータ部と、前記三相インバータ部の前記各スイッチング素子をオンオフする制御部とを備え、前記各相のブリッジ辺の前記両スイッチング素子の接続点それぞれと星型結線の中性点との間に前記各相のコイルそれぞれを設け、前記制御部の前記各スイッチング素子のオンオフにより、前記各相のコイルを電気角120度毎に通電する組み合わせを両隣のコイルそれぞれに変えて電気角240度ずつ二相通電することを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the above-described object, the motor driving device of the present invention is arranged in such a manner that a plurality of concentrated winding coils are wound in opposite directions to neighboring coils so that the excitation directions are different from each other in the circumferential direction. A motor driving device for driving a motor comprising a soft magnetic stator and a soft magnetic rotor having a plurality of salient poles formed in a circumferential direction inside the stator, between a positive and negative terminal of a DC power supply A bridge side of each phase is connected to each other, the output sides of two switching elements are connected in series to each bridge side, and a diode is connected between the output terminals of both switching elements. And a control unit for turning on and off the switching elements of the three-phase inverter unit, and a connection point between the switching elements on the bridge side of each phase and a neutral point of a star connection, Each of the coils of each phase is provided in between, and by turning on and off each of the switching elements of the control unit, the combination of energizing the coils of each phase every 120 degrees of electrical angle is changed to both adjacent coils, and the electrical angle is 240 degrees. Two-phase energization is performed each time (claim 1).
請求項1に係る本発明のモータ駆動装置の場合、三相インバータ部はIPMである安価な汎用の三相インバータモジュールを用いて形成することができる。また、ステータの各相のコイルの一端側は三相インバータ部に接続されるが、他端側は中性点に接続されるため、モータと三相インバータ部とは合計3本の電力用の配線を介して繋がり、配線の本数が半減し、構造が簡単で小型になる。 In the case of the motor drive device according to the first aspect of the present invention, the three-phase inverter portion can be formed using an inexpensive general-purpose three-phase inverter module that is an IPM. In addition, one end side of each phase coil of the stator is connected to the three-phase inverter unit, but the other end side is connected to the neutral point, so the motor and the three-phase inverter unit are for a total of three power They are connected via wires, the number of wires is halved, and the structure is simple and small.
そして、ステータの円周方向の相順の各コイルは隣りのコイルと逆向きに巻かれ、相順の各コイルは前記各相のコイルを電気角120度毎に通電する組み合わせを両隣のコイルそれぞれに変えて電気角240ずつ二相通電され、電気角120度毎に1相ずつずらして隣接する二相のコイルのみが同時に通電されるので、ステータの通電励磁された二相の磁極の磁束がロータの突極を同じ向き(極性)で通り、強め合うことはあっても打ち消し合うことはなく、それによってロータが磁気吸引されて回転する。この場合、モータのトルク/電流比が少なくなってモータおよび三相インバータの効率が向上する。 And each coil of the phase sequence in the circumferential direction of the stator is wound in the opposite direction to the adjacent coil, and each coil in the phase sequence has a combination of energizing the coils of each phase at every 120 electrical angles. Instead, two-phase energization is performed by 240 electrical angles, and only the adjacent two-phase coils are energized simultaneously by shifting by one phase every 120 degrees of electrical angle, so that the magnetic flux of the two-phase magnetic poles energized and excited by the stator is The salient poles of the rotor are passed in the same direction (polarity), and even if they strengthen each other, they do not cancel each other out, so that the rotor is magnetically attracted and rotated. In this case, the torque / current ratio of the motor is reduced, and the efficiency of the motor and the three-phase inverter is improved.
したがって、安価な汎用の三相インバータモジュールを用いることができるとともに、モータと三相インバータ部とを繋ぐ電力用の配線が少ない構成により、円周方向に相順に複数の集中巻きのコイルが励磁方向が互いに異なるように隣りのコイルと逆向きに巻かれて配置された軟磁性体のステータと、該ステータの内側の円周方向に複数の突極が形成された軟磁性体のロータとを備えた新規なモータを駆動することができ、安価かつ小型の構成で効率よく安定に前記新規なモータを駆動することができる。 Therefore, an inexpensive general-purpose three-phase inverter module can be used, and a configuration in which there are few power wirings connecting the motor and the three-phase inverter unit allows multiple concentrated coils to be excited in the circumferential direction. And a soft magnetic stator that is wound in the opposite direction to the adjacent coil so as to be different from each other, and a soft magnetic rotor in which a plurality of salient poles are formed in the circumferential direction inside the stator. The new motor can be driven, and the new motor can be driven efficiently and stably with an inexpensive and small configuration.
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図1〜図8を参照して詳述する。 Next, in order to describe the present invention in more detail, one embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
図1は本実施形態のモータ1の概略の構成を示す断面図、図2は短絡磁路の説明図、図3はモータ駆動装置10のブロック図、図4は図3の三相インバータ部11の結線図、図5、図6はモータ1のステータ2のコイル4の二相励磁の説明図、図7、図8はステータ2のコイル4の二相励磁状態の変化の説明図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
(モータ1)
図1に示す本実施形態のモータ1において、2はモータ軸方向の円筒形状の軟磁性体ののステータであり、ステータ2の内周側の円周方向の等間隔の位置(磁極位置)に磁極を形成する12個の突極21が半径方向内向きに形成されている。突極21は従来のSRモータ100の突極201の長さの略半分であり、ステータ2から内周側への磁極の突き出しが短いので、その分、ステータ2の内径は大きくなっている。
(Motor 1)
In the
3はステータ2の内側に同軸状に設けられた円筒形状の軟磁性体のロータであり、外周面の周方向の等間隔の位置(磁極位置)に8個の突極31が突極21に対向するように半径方向外向きに形成されている。そして、ステータ2の内径が大きい分、ロータ3は径大に形成されてトルクアップが図られている。
ステータ2およびロータ3は、具体的には例えばロータ3の中心を貫通するモータ軸の軸方向に珪素鋼板等を重ねた積層鋼板や、圧粉鉄心により形成される。
Specifically, the
つぎに、ステータ2は各突極21の反対側(外則側)に凹状(凹溝状)の外周スロット部22が形成されている。また、各外周スロット22から突極間隔の1/2ピッチずれたステータ2の内周側の位置には凹状(凹溝状)の内周スロット部23形成されている。そして、3相励磁の場合、ステータ2の円周方向に3相(A、B、CまたはU、V、Wで表記され、本実施例ではU、V、Wで表記する)の磁極を順に形成するためコイル4がステータ2のヨークを半径方向に跨いで各磁極の外周スロット22と内周スロット23に集中巻き(トロイダル巻き)で巻回される(巻回方向は後述する)。そのため、ステータ1の各磁極のコイル4は片側が外周スロット部22に収容されて配置され、残りの片側が内周スロット部23に収容されて配置される。
Next, the
つぎに、各磁極のコイル4のコイル巻回方向について説明すると、コイル巻回方向はステータ2の円周方向の隣り合うコイル4間で逆向きである。換言すれば、各磁極のコイル4は隣り合う磁極間で逆向きである。この場合、磁極はステータ2の周方向にU、V、Wの順であり、かつ、その磁極の極性はN極(+符号)とS極(−符号)とに交互に変化するので、各磁極はステータ2の円周方向に反時計回りに例えばU+、V−、W+、U−、V+、W−、…に変化する。この場合、各磁極の磁束は図1の矢印線c、dのループに示すように、ステータ2の通電励磁されるN磁極とS磁極とに基づき、ステータ2からロータ3を通ってステータ2に戻り、図2の破線矢印cに示すようなステータ2内を循環することがなく、ステータ2のヨークで短絡磁束を生じさせることはない。
Next, the coil winding direction of the
このようにして形成された本実施形態のモータ1は、(1)ステータ2の各磁極のコイル4の片側がステータ2の外周側の外周スロット部22に配置され、残りの片側がステータ2の内周側の内周スロット部23に配置されるため、ステータ2の内周側のコイル4の高さを低く(略半減)し、その分、突極21を従来のSRモータ1等の場合の長さの略半分にして磁極のステータ2から内周側への突き出しを短くできる。そして、ステータ2の磁極のロータ3側への突き出しが短くなるので、その分、ロータ3を径大にしてトルクをアップすることができる。
In the
(2)外周スロット部22、ステータ2の各磁極の位置の反対側のヨークの外周面側に各内周スロット部23から円周方向に1/2ピッチずらして凹状に形成されるため、コイル4の片側が外周スロット部22の凹部に配置(収容)されてステータ2の外部にほとんど膨れず、ステータ2を小型化してモータ1を飛躍的に小型に形成することができる。さらに、コイル4が外周スロット部22の凹部に配置されてステータ2の周方向の広がりは小さくなるが、各外周スロット部22と各内周スロット部23が円周方向にずれているため、ステータ2のヨークの円周方向の磁路断面積は広く、十分な磁路を確保できる。
(2) Since the outer
したがって、モータ1はトルクアップを図りつつ、コイル4のステータ外周側への出っ張り(膨らみ)をなくして小型・軽量化が図られた両突極型の新規な交流モータであり、電気自動車の駆動モータ等に好適な本出願人の既出願のモータである。
Accordingly, the
(モータ駆動装置10)
モータ1を駆動するモータ駆動装置10は概略図3に示すように構成され、モータ1を駆動する三相インバータ部11と、三相インバータ部11の後述する各スイッチング素子(FET)をオンオフする制御部12を備える。
(Motor drive device 10)
A motor driving apparatus 10 for driving the
そして、三相インバータ部11は図4に示すように構成される。図4において、13は例えば車両のバッテリ、111はバッテリ17に並列に接続されたエネルギ蓄積コンデンサであり、バッテリ13と共に三相インバータ部11の直流電源を形成する。112up、112unはU相のブリッジ辺uの正側、負側のFET(スイッチング素子)であり、モータ1のU相のコイル4を挟んで出力側が直列に接続されている。112vp、112vnはV相のブリッジ辺vの正側、負側のFET(スイッチング素子)であり、前記直流電源の正負両端間にV相のコイル4を挟んで出力側が直列に接続されている。112wp、112wnはW相のブリッジ辺wの正側、負側のFET(スイッチング素子)であり、前記直流電源の正負両端間にW相のコイル4を挟んで出力側が直列に接続されている。なお、図4では各相の直並列接続される複数個のコイル4を、それぞれ1つのコイル4で代表して示し、各相の複数のコイル4の接続構成は省略している。
And the three-
113up、113vp、113wpは各相のFET112up、112vp、112wpの出力端子間に設けられた帰還路用のダイオード、113un、113vn、113wnは各相のFET112un、112vn、112wnの出力端子間に設けられた帰還路用のダイオードである。 113up, 113vp, 113wp are feedback path diodes provided between the output terminals of the FETs 112up, 112vp, 112wp of each phase, 113un, 113vn, 113wn are provided between the output terminals of the FETs 112un, 112vn, 112wn of each phase. This is a diode for the feedback path.
すなわち、三相インバータ部11は、図11のIPMである汎用の三相インバータモジュール700と同じ構成であり、安価な汎用の三相インバータモジュールにより形成することができ、モータ駆動装置10を安価に形成できる。
That is, the three-
つぎに、モータ1の各相のコイル4は、一端側がブリッジ辺uのFET112up、112unの接続点pu、ブリッジ辺vのFET112vp、112vnの接続点pv、ブリッジ辺wのFET112wp、112wnの接続点pwに接続され、他端側が星型結の中性点oに接続されている。この場合、三相インバータ部11とモータ1とは3本のの電力用の配線(ケーブル)lu、lv、lwで繋がり、配線の本数が少なく、モータ駆動装置10の小型化を図ることができる。
Next, the
つぎに、図3の制御部12について説明する。制御部12は略一般的なモータサーボ制御の構成であり、要求されるトルク指令値Trに基づき、電流指令値演算部14によりモータ1の電流指令値Irが演算され、電流指令値Irは三相インバータ部11の出力電圧(インバータ電圧)Vinvに基づき補正部15により電圧フィードバックの補正が施される。また、補正部15の補正された電流指令値Ir*は、モータ1に取付けられたレゾルバ等の回転検出器16の回転検出のフィードバックに基づき、各相電流指令値演算部17により、各相の電流指令値Irrに変換される。さらに、各相の電流指令値Irrと三相インバータ部11に設けられた各相の電流検出器18の検出電流Idとの誤差ΔIが演算器19で演算され、誤差ΔIに基づき、ゲートパルス発生部20により、U、V、Wの各相の正側のゲートパルスUp、Vp、Wpおよび負側のゲートパルスUn、Vn、Wnが形成される。そして、ゲートパルスUp、Vp、WpおよびゲートパルスUn、Vn、Wnが三相インバータ部11の正側のFET112up、112vp、112wpおよび負側のFET112un、112vn、112wnそれぞれのゲートに駆動パルスとして供給され、各FET112up〜112wnが駆動パルスの有無によってオンオフする。
Next, the control unit 12 in FIG. 3 will be described. The control unit 12 has a substantially general configuration of motor servo control. The current command
そして、各FET112up〜112wnのオンオフの組み合わせにより、モータ1の各相のコイル4を、図5、図6に示すようにU、V、Wの各相のコイル4を電気角120度毎に通電する組み合わせを両隣のコイル4それぞれに変えて電気角240度ずつ二相通電し、モータ1の通電を制御する。なお、各コイル4の電流の向きは、電気角0〜180度の間は正(+)であり、電気角180〜360度の間は負(−)である。そして、図5は電気角0〜720度の各相のコイル4の通電を矢印線で示し、図6は電気角0〜720度における各相のコイル4の電流iu、iv、iwおよび各相のインダクタンスの変化を示し、実線が電流、破線がステータ磁極とロータ磁極の対向状態により変化するインダクタンスの概形である。
Then, by turning on and off the FETs 112up to 112wn, the
このように通電制御すると、モータ1は各相のコイル4が円周方向の両隣のコイル4と逆向きに巻かれて励磁方向が互いに異なるため、モータ1は、各相のコイル4の通電の組み合わせが、電気角120度毎に、U相(+)とV相(−)、U相(+)とW相(−)、V相(+)とW相(−)、V相(+)とU相(−)、W相(+)とU相(−)、W相(+)とV相(−)に変化し、これらの変化を電気角720度の周期でくり返すことにより、図7、図8の矢印線に示すように界磁磁束が変化してロータ3が回転する。そして、U相を基準にした電気角で説明すると、図7の(a)、(b)、(c)はU、Vの二相が電流+I、−Iで通電励磁される電気角0〜120度、W、Uの二相が電流−I、+Iで通電励磁される120〜240度、V、Wの二相が電流+I、−Iで通電励磁される240〜360度の変化を示し、図8の(a)、(b)、(c)はU、Vの二相が電流−I、+Iで通電励磁される電気角360〜480度、W、Uの二相が電流+I、−Iで通電励磁される480〜600度、V、Wの二相が電流−I、+Iで通電励磁される600〜720度の変化を示す。
When the energization control is performed in this manner, the
そして、前記実施形態の場合、三相インバータ部11をIPMである安価な汎用の三相インバータモジュールを用いて形成することができ、また、モータ1と三相インバータ部11とが合計3本の電力用の配線を介して繋がり、配線の本数が半減し、構造が簡単で小型になる。さらに、ステータ2の円周方向の相順の各コイル4は隣りのコイルと逆向きに巻かれ、相順の各コイル4は電気角120度毎に1相ずつずらして隣接する二相のコイルのみが同時に通電されるので、ステータ4の通電励磁された二相の磁極の磁束がロータ3の突極を同じ向き(極性)で通り、強め合うことはあっても打ち消し合うことはなく、それによってロータ3が磁気吸引されて回転する。この場合、モータ1のトルク/電流比が少なくなってモータ1および三相インバータ部11の効率が向上する。
And in the case of the said embodiment, the three-
したがって、安価な汎用の三相インバータモジュールを用いることができるとともに、モータ1と三相インバータ部11とを繋ぐ電力用の配線が少ない構成により、モータ1を駆動することができ、安価かつ小型の構成で効率よく安定に新規な構造のモータ1を駆動することができる。
Therefore, an inexpensive general-purpose three-phase inverter module can be used, and the
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、モータ1の各相のコイル4を配置するための構造やステータ2の形状等はどのようであってもよい。また、コイル4の個数、すなわち、ステータ2の磁極の個数やロータ3の個数も前記実施形態の個数(12個、8個)に限るものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, the
つぎに、三相インバータ部11の各スイッチング素子は、FETに限るものではなく、IGBT等の他の電力用スイッチング素子によって形成してもよい。また。制御部12の構成はどのようであってもよい。
Next, each switching element of the three-
そして、本発明は、円周方向に相順に複数の集中巻き(トロイダル巻き)のコイルが隣りのコイルと励磁方向が互いに異なるように逆向きに巻かれて配置されたステータと、該ステータの内側の円周方向に複数の突極が形成されたロータとを備えた種々のモータを3相駆動するモータ駆動装置に適用することができる。 The present invention also provides a stator in which a plurality of concentrated winding (toroidal winding) coils are wound in the circumferential direction in opposite directions so as to have different excitation directions from adjacent coils, and the inside of the stator. The present invention can be applied to a motor driving device that drives three-phase various motors including a rotor having a plurality of salient poles formed in the circumferential direction.
1 モータ
2 ステータ
3 ロータ
4 コイル
11 三相インバータ部
12 制御部
112up〜112wn FET
113up〜113wn 帰還ダイオード
DESCRIPTION OF
113up to 113wn Feedback diode
Claims (1)
直流電源の正負端子間に各相のブリッジ辺が接続され、該各ブリッジ辺に2個のスイッチング素子の出力側が直列に接続され、前記両スイッチング素子の出力端子間に帰還ダイオードが接続されたフルブリッジ構成の三相インバータ部と、
前記三相インバータ部の前記各スイッチング素子をオンオフする制御部とを備え、
前記各相のブリッジ辺の前記両スイッチング素子の接続点それぞれと星型結線の中性点との間に前記各相のコイルそれぞれを設け、
前記制御部の前記各スイッチング素子のオンオフにより、前記各相のコイルを電気角120度毎に通電する組み合わせを両隣のコイルそれぞれに変えて電気角240度ずつ二相通電することを特徴とするモータ駆動装置。 A plurality of concentrated winding coils arranged in the circumferential direction and wound in the opposite direction to the adjacent coils so that the excitation directions are different from each other, and a plurality of stator windings arranged in the circumferential direction inside the stator. A motor drive device for driving a motor including a soft magnetic rotor on which salient poles are formed,
A bridge side of each phase is connected between the positive and negative terminals of a DC power source, the output sides of two switching elements are connected in series to each bridge side, and a feedback diode is connected between the output terminals of both switching elements. A three-phase inverter with a bridge configuration;
A controller that turns on and off each of the switching elements of the three-phase inverter unit;
Each of the coils of each phase is provided between the connection point of both switching elements on the bridge side of each phase and the neutral point of the star connection,
A motor characterized in that, by turning on and off each of the switching elements of the control unit, the combination of energizing the coils of each phase every 120 degrees of electrical angle is changed to each of the adjacent coils to conduct two-phase energization by 240 degrees of electrical angle Drive device.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015231305A (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社デンソー | Control system for switch reluctance motor |
JP2021191215A (en) * | 2020-05-26 | 2021-12-13 | 株式会社Ccuリニアモータ研究所 | Motor or generator, and linear motor (3) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0332387A (en) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | Secoh Giken Inc | Plural phase reluctance type motor |
JPH05292716A (en) * | 1992-04-10 | 1993-11-05 | Nissan Motor Co Ltd | Reluctance motor |
JPH08116651A (en) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Fujii Seimitsu Kaitenki Seisakusho:Kk | Variable reluctance motor and control method therefor |
JPH11113229A (en) * | 1997-10-02 | 1999-04-23 | Nissan Motor Co Ltd | Switched reluctance motor and its driving circuit |
JP2001037133A (en) * | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Stator and motor |
JP2008067599A (en) * | 2007-11-21 | 2008-03-21 | Daikin Ind Ltd | Method of control of reluctance motor |
-
2008
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0332387A (en) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | Secoh Giken Inc | Plural phase reluctance type motor |
JPH05292716A (en) * | 1992-04-10 | 1993-11-05 | Nissan Motor Co Ltd | Reluctance motor |
JPH08116651A (en) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Fujii Seimitsu Kaitenki Seisakusho:Kk | Variable reluctance motor and control method therefor |
JPH11113229A (en) * | 1997-10-02 | 1999-04-23 | Nissan Motor Co Ltd | Switched reluctance motor and its driving circuit |
JP2001037133A (en) * | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Stator and motor |
JP2008067599A (en) * | 2007-11-21 | 2008-03-21 | Daikin Ind Ltd | Method of control of reluctance motor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015231305A (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社デンソー | Control system for switch reluctance motor |
JP2021191215A (en) * | 2020-05-26 | 2021-12-13 | 株式会社Ccuリニアモータ研究所 | Motor or generator, and linear motor (3) |
JP7074983B2 (en) | 2020-05-26 | 2022-05-25 | 株式会社Ccuリニアモータ研究所 | Motor or generator and also linear motor [3] |
Also Published As
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