JP2000324891A - インバータ駆動モータ - Google Patents
インバータ駆動モータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノイズフィルタを設けることなく高周波漏洩
電流の発生を抑制することができるインバータ駆動モー
タ回路を提供する。 【解決手段】 回転磁界を発生するステータ、このステ
ータの回転磁界により回転して機械的動力を発生するロ
ータ、ステータに電力を供給する複数系統の巻線Ａ，Ｂ
を有し、インバータ３のスイッチング動作によって複数
系統の巻線に供給される電流を制御してステータに回転
磁界を発生させるインバータ駆動モータ４において、複
数系統の巻線の端子電圧の総和がほぼ一定になるように
インバータ３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂを制御し、
また複数系統の巻線を結線することにより、各相の巻線
の中性点の電圧変動をなくし、これによってインバータ
の直流側の電圧変動をなくし、高周波漏洩電流の発生を
抑制する。また、複数系統の巻線それぞれを集中巻きに
した。
電流の発生を抑制することができるインバータ駆動モー
タ回路を提供する。 【解決手段】 回転磁界を発生するステータ、このステ
ータの回転磁界により回転して機械的動力を発生するロ
ータ、ステータに電力を供給する複数系統の巻線Ａ，Ｂ
を有し、インバータ３のスイッチング動作によって複数
系統の巻線に供給される電流を制御してステータに回転
磁界を発生させるインバータ駆動モータ４において、複
数系統の巻線の端子電圧の総和がほぼ一定になるように
インバータ３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂを制御し、
また複数系統の巻線を結線することにより、各相の巻線
の中性点の電圧変動をなくし、これによってインバータ
の直流側の電圧変動をなくし、高周波漏洩電流の発生を
抑制する。また、複数系統の巻線それぞれを集中巻きに
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータが変換
する交流電力を電力源とするインバータ駆動モータに関
する。
する交流電力を電力源とするインバータ駆動モータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、バッテリーのような直流電源をイ
ンバータによって所定の周波数、電圧の交流電力に変換
し、あるいは、交流電源をコンバータ又は整流回路によ
って直流電力に変換し、さらにこの直流電力をインバー
タによって所定の周波数、電圧の交流電力に再変換し、
モータ電源とするインバータ駆動モータとして、図１９
に示す構成のものが知られている。
ンバータによって所定の周波数、電圧の交流電力に変換
し、あるいは、交流電源をコンバータ又は整流回路によ
って直流電力に変換し、さらにこの直流電力をインバー
タによって所定の周波数、電圧の交流電力に再変換し、
モータ電源とするインバータ駆動モータとして、図１９
に示す構成のものが知られている。
【０００３】この従来のインバータ駆動モータは、直流
電源であるバッテリー１からの直流電力をリップル電流
低減のための電解コンデンサー２を介してインバータ３
に供給し、このインバータ３のスイッチング制御によ
り、所定の周波数、電圧のＵＶＷ３相の交流電力に変換
し、３相交流モータ４のステータのＵＶＷ各相の巻線に
給電する構成である。
電源であるバッテリー１からの直流電力をリップル電流
低減のための電解コンデンサー２を介してインバータ３
に供給し、このインバータ３のスイッチング制御によ
り、所定の周波数、電圧のＵＶＷ３相の交流電力に変換
し、３相交流モータ４のステータのＵＶＷ各相の巻線に
給電する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のインバータ駆動モータでは、次のような問題点が
あった。図２０は、インバータ３の各スイッチング素子
ＳＷ１〜ＳＷ６を矩形波駆動させた場合のスイッチング
状態を示しているが、交流モータ４のＵＶＷ３相各相の
巻線の中性点の電圧は、各相のスイッチング素子のスイ
ッチングタイミングにより変動する。この結果、高周波
漏洩電流が発生し、当該交流モータを車両駆動に利用す
る場合、車載ラジオ等の車載電気機器にノイズが発生す
る。
従来のインバータ駆動モータでは、次のような問題点が
あった。図２０は、インバータ３の各スイッチング素子
ＳＷ１〜ＳＷ６を矩形波駆動させた場合のスイッチング
状態を示しているが、交流モータ４のＵＶＷ３相各相の
巻線の中性点の電圧は、各相のスイッチング素子のスイ
ッチングタイミングにより変動する。この結果、高周波
漏洩電流が発生し、当該交流モータを車両駆動に利用す
る場合、車載ラジオ等の車載電気機器にノイズが発生す
る。
【０００５】この問題点を解決するために、図２１に示
すように、インバータ３の直流側、交流側にコモンモー
ドリアクトルで成るノイズフィルタ５，６を直列に挿入
することにより、高周波漏洩電流を低減することがあ
る。
すように、インバータ３の直流側、交流側にコモンモー
ドリアクトルで成るノイズフィルタ５，６を直列に挿入
することにより、高周波漏洩電流を低減することがあ
る。
【０００６】しかしながら、このようなコモンモードリ
アクトルを採用しても高周波漏洩電流の低減に十分な効
果が得られない問題点があり、また、リアクトルの容積
が大きく、重量もあるので、インバータ３のケース容量
が大きくなり、重量も重くなり、結果的に、車両への搭
載性が悪くなる問題点があった。加えて、リアクトルが
高価であるために、インバータの価格も高くなる問題点
もあった。
アクトルを採用しても高周波漏洩電流の低減に十分な効
果が得られない問題点があり、また、リアクトルの容積
が大きく、重量もあるので、インバータ３のケース容量
が大きくなり、重量も重くなり、結果的に、車両への搭
載性が悪くなる問題点があった。加えて、リアクトルが
高価であるために、インバータの価格も高くなる問題点
もあった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、ノイズフィルタを設けることなく高
周波漏洩電流の発生を抑制することができ、インバータ
のケース容積も重量も大きくせず、コスト的にも高騰さ
せることのないインバータ駆動モータを提供することを
目的とする。
てなされたもので、ノイズフィルタを設けることなく高
周波漏洩電流の発生を抑制することができ、インバータ
のケース容積も重量も大きくせず、コスト的にも高騰さ
せることのないインバータ駆動モータを提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、回転
磁界を発生するステータ、前記ステータの前記回転磁界
により回転して機械的動力を発生するロータ及び前記ス
テータに電力を供給する複数系統の巻線を有し、インバ
ータの複数の並列のスイッチング回路それぞれに前記複
数系統の巻線それぞれを接続し、当該複数のスイッチン
グ回路のスイッチング動作によって前記複数系統の巻線
の端子電圧の総和がほぼ一定になるように前記複数系統
の巻線それぞれに流れる電流を制御するインバータ駆動
モータにおいて、前記複数系統の巻線を集中巻きにした
ものである。
磁界を発生するステータ、前記ステータの前記回転磁界
により回転して機械的動力を発生するロータ及び前記ス
テータに電力を供給する複数系統の巻線を有し、インバ
ータの複数の並列のスイッチング回路それぞれに前記複
数系統の巻線それぞれを接続し、当該複数のスイッチン
グ回路のスイッチング動作によって前記複数系統の巻線
の端子電圧の総和がほぼ一定になるように前記複数系統
の巻線それぞれに流れる電流を制御するインバータ駆動
モータにおいて、前記複数系統の巻線を集中巻きにした
ものである。
【０００９】請求項１の発明のインバータ駆動モータで
は、ノイズフィルタを設けることなく高周波漏洩電流の
発生を抑制し、インバータのケース容積も重量も大きく
せず、コスト的にも高騰させることがない。
は、ノイズフィルタを設けることなく高周波漏洩電流の
発生を抑制し、インバータのケース容積も重量も大きく
せず、コスト的にも高騰させることがない。
【００１０】請求項２の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項１において、２個の前記スイッチング回路そ
れぞれに接続されている２系統の前記巻線それぞれが互
いに反対方向に巻かれたものであり、各系統の巻線長さ
が短くなる。
は、請求項１において、２個の前記スイッチング回路そ
れぞれに接続されている２系統の前記巻線それぞれが互
いに反対方向に巻かれたものであり、各系統の巻線長さ
が短くなる。
【００１１】請求項３の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項１において、２個の前記スイッチング回路そ
れぞれに接続されている２系統の前記巻線が交互に巻か
れたものであり、２系統の巻線によるトルクリップルが
改善される。
は、請求項１において、２個の前記スイッチング回路そ
れぞれに接続されている２系統の前記巻線が交互に巻か
れたものであり、２系統の巻線によるトルクリップルが
改善される。
【００１２】請求項４の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項２において、前記ステータのスロット数を通
常のスロット数の整数倍にし、前記２個のスイッチング
回路に接続されている前記２系統の巻線をそれぞれ反対
方向に巻いたものであり、各系統の巻線長さが短くな
り、またトルクリップルも改善される。
は、請求項２において、前記ステータのスロット数を通
常のスロット数の整数倍にし、前記２個のスイッチング
回路に接続されている前記２系統の巻線をそれぞれ反対
方向に巻いたものであり、各系統の巻線長さが短くな
り、またトルクリップルも改善される。
【００１３】請求項５の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項３において、前記ステータのスロット数を通
常のスロット数の整数倍にし、前記２個のスイッチング
回路に接続されている前記２系統の巻線を交互に巻いた
ものであり、トルクリップルがさらに改善される。
は、請求項３において、前記ステータのスロット数を通
常のスロット数の整数倍にし、前記２個のスイッチング
回路に接続されている前記２系統の巻線を交互に巻いた
ものであり、トルクリップルがさらに改善される。
【００１４】請求項６の発明のインバータ駆動モータ
は、請求項２〜５において、前記２系統の巻線それぞれ
を、各相ごとに並列巻きにしたものであり、それぞれの
巻線の各相での巻き方が同じにできて製造が簡単にな
る。
は、請求項２〜５において、前記２系統の巻線それぞれ
を、各相ごとに並列巻きにしたものであり、それぞれの
巻線の各相での巻き方が同じにできて製造が簡単にな
る。
【００１５】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
ノイズフィルタを設けることなく高周波漏洩電流の発生
を抑制し、しかもインバータのケース容積も重量も大き
くせず、コスト的にも高騰させることがない。
ノイズフィルタを設けることなく高周波漏洩電流の発生
を抑制し、しかもインバータのケース容積も重量も大き
くせず、コスト的にも高騰させることがない。
【００１６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、各系統の巻線長さを短くすることがで
きる。
の効果に加えて、各系統の巻線長さを短くすることがで
きる。
【００１７】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、２系統の巻線によるトルクリップルが
改善できる。
の効果に加えて、２系統の巻線によるトルクリップルが
改善できる。
【００１８】請求項４の発明によれば、請求項２の発明
の効果に加えて、トルクリップルも改善できる。
の効果に加えて、トルクリップルも改善できる。
【００１９】請求項５の発明によれば、請求項３の発明
の効果に加えて、トルクリップルがさらに改善できる。
の効果に加えて、トルクリップルがさらに改善できる。
【００２０】請求項６の発明によれば、請求項２〜５の
発明の効果に加えて、それぞれの巻線の各相での巻き方
が同じにできて製造が簡単である。
発明の効果に加えて、それぞれの巻線の各相での巻き方
が同じにできて製造が簡単である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
回路構成を示している。３相交流モータ４のステータに
は、巻線Ａと巻線ＢがＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ並列
に巻かれていて、巻線Ａ、巻線Ｂそれぞれがインバータ
３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂから３相交流電力を受
けるように接続してある。
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
回路構成を示している。３相交流モータ４のステータに
は、巻線Ａと巻線ＢがＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ並列
に巻かれていて、巻線Ａ、巻線Ｂそれぞれがインバータ
３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂから３相交流電力を受
けるように接続してある。
【００２２】インバータ３のＡ，Ｂ２系統のスイッチン
グ回路３Ａ，３Ｂは並列に構成してあり、スイッチング
回路３Ａには、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６、スイ
ッチング回路３Ｂには、スイッチング素子ＳＷ７〜ＳＷ
１２がブリッジに組んである。また、インバータ３のス
イッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１２各々のオン／オフ駆動
のためにコントロールユニット１０が備えられている。
グ回路３Ａ，３Ｂは並列に構成してあり、スイッチング
回路３Ａには、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６、スイ
ッチング回路３Ｂには、スイッチング素子ＳＷ７〜ＳＷ
１２がブリッジに組んである。また、インバータ３のス
イッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１２各々のオン／オフ駆動
のためにコントロールユニット１０が備えられている。
【００２３】このコントロールユニット１０は、モータ
４のステータ巻線Ａと巻線Ｂそれぞれに電流を供給する
インバータ３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂでスイッチ
ングを正反対に行わせるために、例えばＵ相においては
スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ８、ま
たスイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ７と
を同じ信号で駆動するようにしてある。そしてコントロ
ールユニット１０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように
両スイッチング回路３Ａ，３Ｂのスイッチング素子ＳＷ
１〜ＳＷ１２を６０°間隔でオン／オフ状態を切り替え
る制御をする。以下、説明を簡明にするために各スイッ
チング素子を矩形波駆動するものとして説明する。
４のステータ巻線Ａと巻線Ｂそれぞれに電流を供給する
インバータ３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂでスイッチ
ングを正反対に行わせるために、例えばＵ相においては
スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ８、ま
たスイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ７と
を同じ信号で駆動するようにしてある。そしてコントロ
ールユニット１０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように
両スイッチング回路３Ａ，３Ｂのスイッチング素子ＳＷ
１〜ＳＷ１２を６０°間隔でオン／オフ状態を切り替え
る制御をする。以下、説明を簡明にするために各スイッ
チング素子を矩形波駆動するものとして説明する。
【００２４】図２（ａ）はスイッチング回路３Ａのスイ
ッチング動作によるモータ巻線Ａ側の電流状態を示して
いる。ここで、“Ｈ”はスイッチングがオン状態、
“Ｌ”はスイッチングがオフ状態を示すものとする。ス
イッチングは、６０°間隔で“Ｈ”，“Ｌ”を切り替え
ることにより、同図のようなＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流の流
れができ、モータが回転する。
ッチング動作によるモータ巻線Ａ側の電流状態を示して
いる。ここで、“Ｈ”はスイッチングがオン状態、
“Ｌ”はスイッチングがオフ状態を示すものとする。ス
イッチングは、６０°間隔で“Ｈ”，“Ｌ”を切り替え
ることにより、同図のようなＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流の流
れができ、モータが回転する。
【００２５】このときのＵ，Ｖ，Ｗ相の中性点ＮＡの電
圧は、インバータ３の入力電圧をＥｄとした場合、１／
３Ｅｄから２／３Ｅｄの間で変動する。
圧は、インバータ３の入力電圧をＥｄとした場合、１／
３Ｅｄから２／３Ｅｄの間で変動する。
【００２６】これに対して、スイッチング回路３Ｂのス
イッチング動作によるモータ巻線Ｂ側の電流状態は図２
（ｂ）に示したように、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相での“Ｈ”，
“Ｌ”のスイッチング動作を正反対に行なう。これによ
り、同図のようなＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流の流れができ、
このときのＵ，Ｖ，Ｗ相の中性点ＮＢの電圧は、インバ
ータ３の入力電圧をＥｄとした場合、やはり１／３Ｅｄ
から２／３Ｅｄの間で変動する。しかしながら、例え
ば、スイッチング素子ＳＷ１が“Ｈ”の時にはスイッチ
ング素子ＳＷ７は“Ｌ”、スイッチング素子ＳＷ２が
“Ｌ”の時にはスイッチング素子ＳＷ８は“Ｈ”という
ように、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相でのスイッチングをスイッチン
グ回路３Ａ、３Ｂで正反対に行うので、スイッチングタ
イミングに対する電圧値は巻線Ａに対するものとは異な
る。
イッチング動作によるモータ巻線Ｂ側の電流状態は図２
（ｂ）に示したように、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相での“Ｈ”，
“Ｌ”のスイッチング動作を正反対に行なう。これによ
り、同図のようなＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流の流れができ、
このときのＵ，Ｖ，Ｗ相の中性点ＮＢの電圧は、インバ
ータ３の入力電圧をＥｄとした場合、やはり１／３Ｅｄ
から２／３Ｅｄの間で変動する。しかしながら、例え
ば、スイッチング素子ＳＷ１が“Ｈ”の時にはスイッチ
ング素子ＳＷ７は“Ｌ”、スイッチング素子ＳＷ２が
“Ｌ”の時にはスイッチング素子ＳＷ８は“Ｈ”という
ように、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相でのスイッチングをスイッチン
グ回路３Ａ、３Ｂで正反対に行うので、スイッチングタ
イミングに対する電圧値は巻線Ａに対するものとは異な
る。
【００２７】モータ４の端子電圧の総和は、巻線Ａと巻
線Ｂのそれぞれの中性点ＮＡ，ＮＢの電圧の合計であ
り、図２（ｃ）に示すようになる。この結果、モータ４
の端子電圧の総和は、スイッチングタイミングによらず
常に３／３Ｅｄとなり、インバータ３の直流側に高周波
電流が漏洩するのを抑えることができる。
線Ｂのそれぞれの中性点ＮＡ，ＮＢの電圧の合計であ
り、図２（ｃ）に示すようになる。この結果、モータ４
の端子電圧の総和は、スイッチングタイミングによらず
常に３／３Ｅｄとなり、インバータ３の直流側に高周波
電流が漏洩するのを抑えることができる。
【００２８】しかしながら、この状態ではまだ、交流モ
ータ４の巻線Ａ，Ｂの接続状態は図３に示した状態であ
る。いま、位相角６０°の状態で巻線Ａに流れる電流
は、Ｕ相からＶ相，Ｗ相に同時に流れ出す。そして、巻
線Ｂに流れる電流は、Ｖ相，Ｗ相からＵ相に同時に流れ
込む。したがって、巻線Ａ，ＢでＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流
の流れる方向がちょうど逆向きになって、誘起される磁
束が互い打ち消し合うことになり、モータを駆動するこ
とができない。
ータ４の巻線Ａ，Ｂの接続状態は図３に示した状態であ
る。いま、位相角６０°の状態で巻線Ａに流れる電流
は、Ｕ相からＶ相，Ｗ相に同時に流れ出す。そして、巻
線Ｂに流れる電流は、Ｖ相，Ｗ相からＵ相に同時に流れ
込む。したがって、巻線Ａ，ＢでＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流
の流れる方向がちょうど逆向きになって、誘起される磁
束が互い打ち消し合うことになり、モータを駆動するこ
とができない。
【００２９】そこで、この実施の形態の場合、図１にお
いてモータ４の部分に示しているように、スイッチング
回路３Ｂと巻線Ｂにおける中性点ＮＢとの接続を、スイ
ッチング回路３Ａと巻線Ａにおける中性点ＮＡとの接続
の場合とは逆向きにし、巻線Ｂには図２（ｄ）に示した
ように巻線Ａと同じ向きの電流を流し、この結果とし
て、モータ４を正常に駆動できるようにしている。
いてモータ４の部分に示しているように、スイッチング
回路３Ｂと巻線Ｂにおける中性点ＮＢとの接続を、スイ
ッチング回路３Ａと巻線Ａにおける中性点ＮＡとの接続
の場合とは逆向きにし、巻線Ｂには図２（ｄ）に示した
ように巻線Ａと同じ向きの電流を流し、この結果とし
て、モータ４を正常に駆動できるようにしている。
【００３０】これにより、上述したように巻線Ａ、巻線
Ｂの中性点ＮＡ，ＮＢの電圧の合計であるモータ４の端
子電圧の総和を一定にして、高周波電流が発生しない回
路にして、モータのインバータ駆動が可能となる。
Ｂの中性点ＮＡ，ＮＢの電圧の合計であるモータ４の端
子電圧の総和を一定にして、高周波電流が発生しない回
路にして、モータのインバータ駆動が可能となる。
【００３１】なお、上記では、インバータ３のスイッチ
ング素子のオン／オフ制御に図４（ａ）に示したような
矩形波信号を用いたが、これに限定されるわけではな
く、同図（ｂ）に示したような駆動波形がＰＷＭによる
正弦波駆動であってもよい。そしてこのＰＷＭによる駆
動の場合には、図５（ａ），（ｂ）に示したように、各
スイッチングＳＷ１〜ＳＷ１２それぞれにおけるオン／
オフの切替タイミングがきわめて速くなるが、制御原理
的には上記の実施の形態の場合と同様であり、各タイミ
ングにおいて、例えば、スイッチング素子ＳＷ１が
“Ｈ”の時にはスイッチング素子ＳＷ７は“Ｌ”、スイ
ッチング素子ＳＷ２が“Ｌ”の時にはスイッチング素子
ＳＷ８は“Ｈ”というように、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相でのスイ
ッチングをスイッチング回路３Ａ、３Ｂで正反対に行
う。
ング素子のオン／オフ制御に図４（ａ）に示したような
矩形波信号を用いたが、これに限定されるわけではな
く、同図（ｂ）に示したような駆動波形がＰＷＭによる
正弦波駆動であってもよい。そしてこのＰＷＭによる駆
動の場合には、図５（ａ），（ｂ）に示したように、各
スイッチングＳＷ１〜ＳＷ１２それぞれにおけるオン／
オフの切替タイミングがきわめて速くなるが、制御原理
的には上記の実施の形態の場合と同様であり、各タイミ
ングにおいて、例えば、スイッチング素子ＳＷ１が
“Ｈ”の時にはスイッチング素子ＳＷ７は“Ｌ”、スイ
ッチング素子ＳＷ２が“Ｌ”の時にはスイッチング素子
ＳＷ８は“Ｈ”というように、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相でのスイ
ッチングをスイッチング回路３Ａ、３Ｂで正反対に行
う。
【００３２】これにより、同図（ｃ）に示したように、
巻線Ａと巻線Ｂのそれぞれの中性点ＮＡ，ＮＢの電圧の
合計であるモータ４の端子電圧の総和は、スイッチング
タイミングによらず常に３／３Ｅｄとなり、インバータ
３の直流側に高周波電流が漏洩するのを抑えることがで
きる。
巻線Ａと巻線Ｂのそれぞれの中性点ＮＡ，ＮＢの電圧の
合計であるモータ４の端子電圧の総和は、スイッチング
タイミングによらず常に３／３Ｅｄとなり、インバータ
３の直流側に高周波電流が漏洩するのを抑えることがで
きる。
【００３３】次に、巻線Ａ，Ｂの巻き方を図６，図７に
基づいて説明する。図６及び図７は、３相８極、１２ス
ロットの集中巻きのモータにあって、２つのスイッチン
グ回路３Ａ，３Ｂそれぞれから電流の供給を受けるＡ，
Ｂ２つの巻線系統の巻き方を示している。
基づいて説明する。図６及び図７は、３相８極、１２ス
ロットの集中巻きのモータにあって、２つのスイッチン
グ回路３Ａ，３Ｂそれぞれから電流の供給を受けるＡ，
Ｂ２つの巻線系統の巻き方を示している。
【００３４】巻線は、Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，
Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻いている。そ
して、ＵＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂ
とで各々巻線方向を逆向きにしている。
Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻いている。そ
して、ＵＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂ
とで各々巻線方向を逆向きにしている。
【００３５】この巻き方により、Ａ，Ｂそれぞれの同系
統の巻線を隣り合わせに巻くことにより、巻線の長さを
最短にすることができる。
統の巻線を隣り合わせに巻くことにより、巻線の長さを
最短にすることができる。
【００３６】また、巻線の巻き方は、図８及び図９に示
したものにすることもできる。図８及び図９は上記と同
様、３相８極、１２スロットの集中巻きのモータにあっ
て、巻線をＵ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻いている。そして、Ｕ
ＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂとで各々
巻線方向を逆向きにしている。
したものにすることもできる。図８及び図９は上記と同
様、３相８極、１２スロットの集中巻きのモータにあっ
て、巻線をＵ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻いている。そして、Ｕ
ＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂとで各々
巻線方向を逆向きにしている。
【００３７】このように、巻線Ａ，Ｂそれぞれを同系統
の巻線をステータの中心を挟んで対向する位置に巻くこ
とにより、製造上存在する巻線系統のアンバランスによ
るトルクリップルを少なくできる。
の巻線をステータの中心を挟んで対向する位置に巻くこ
とにより、製造上存在する巻線系統のアンバランスによ
るトルクリップルを少なくできる。
【００３８】また、巻線の巻き方は、図１０及び図１１
に示したものにすることもできる。図１０及び図１１は
上記と同様、３相８極、１２スロットの集中巻きのモー
タにあって、巻線をＵ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，
Ｕ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′の順番に巻いている。そ
して、ＵＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂ
とで各々巻線方向を逆向きにしている。
に示したものにすることもできる。図１０及び図１１は
上記と同様、３相８極、１２スロットの集中巻きのモー
タにあって、巻線をＵ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，
Ｕ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′の順番に巻いている。そ
して、ＵＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂ
とで各々巻線方向を逆向きにしている。
【００３９】このように、巻線Ａ，Ｂそれぞれを同系統
の巻線をステータの中心を挟んで対向する位置に巻き、
また隣に必ず別系統の巻線が来るように巻くことによ
り、製造上存在する巻線系統のアンバランス、またエン
ドコイル部でのアンバランスが解消でき、トルクリップ
ルをさらに効果的に小さくできる。
の巻線をステータの中心を挟んで対向する位置に巻き、
また隣に必ず別系統の巻線が来るように巻くことによ
り、製造上存在する巻線系統のアンバランス、またエン
ドコイル部でのアンバランスが解消でき、トルクリップ
ルをさらに効果的に小さくできる。
【００４０】さらに、上記の各例ではＵＶＷ各相の巻線
を順次巻いていく直列巻であったが、図１２に示したよ
うに、上記のいずれの例でも、ＵＶＷ各相の巻線を電気
的な設計、製造上の要求により並列巻きにすることもで
きる。
を順次巻いていく直列巻であったが、図１２に示したよ
うに、上記のいずれの例でも、ＵＶＷ各相の巻線を電気
的な設計、製造上の要求により並列巻きにすることもで
きる。
【００４１】次に、本発明の第２の実施の形態を図１３
〜図１８に基づいて説明する。第２の実施の形態のイン
バータ駆動モータの回路構成は、図１に示した第１の実
施の形態と同じであり、２系統の巻線Ａ，Ｂそれぞれに
対してインバータ３の並列で、かつスイッチング素子Ｓ
Ｗ１〜ＳＷ６；ＳＷ７〜ＳＷ１２が正反対にオン／オフ
動作するスイッチング回路３Ａ，３Ｂそれぞれから電流
が供給される接続である。しかしながら、交流モータ４
の構造は第１の実施の形態とは異なっている。
〜図１８に基づいて説明する。第２の実施の形態のイン
バータ駆動モータの回路構成は、図１に示した第１の実
施の形態と同じであり、２系統の巻線Ａ，Ｂそれぞれに
対してインバータ３の並列で、かつスイッチング素子Ｓ
Ｗ１〜ＳＷ６；ＳＷ７〜ＳＷ１２が正反対にオン／オフ
動作するスイッチング回路３Ａ，３Ｂそれぞれから電流
が供給される接続である。しかしながら、交流モータ４
の構造は第１の実施の形態とは異なっている。
【００４２】第２の実施の形態では、交流モータ４のス
テータのスロット数が、３相８極モータの通常のスロッ
ト数１２に対して、その整数Ｎ（ここでは、Ｎ＝２）倍
の２４である。
テータのスロット数が、３相８極モータの通常のスロッ
ト数１２に対して、その整数Ｎ（ここでは、Ｎ＝２）倍
の２４である。
【００４３】巻線Ａ，Ｂそれぞれの巻き方は、Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，
Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，
Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻く。そして、スロット数が
通常の２倍にしてあるので、同系統の巻線を隣り合わせ
て巻くときに、正（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と表
示）、逆（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と表示）に巻
いている。また、Ａ，Ｂそれぞれの別系統の巻線は、第
１の実施の形態と同様に、ステータの中心を挟んで互い
に対向する位置の別系統同相の巻線が逆向きになるよう
に巻いている。
Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，
Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，
Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻く。そして、スロット数が
通常の２倍にしてあるので、同系統の巻線を隣り合わせ
て巻くときに、正（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と表
示）、逆（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と表示）に巻
いている。また、Ａ，Ｂそれぞれの別系統の巻線は、第
１の実施の形態と同様に、ステータの中心を挟んで互い
に対向する位置の別系統同相の巻線が逆向きになるよう
に巻いている。
【００４４】つまり、Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ，
Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，
Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と巻いてあ
る。
Ｖ，Ｗ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，
Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と巻いてあ
る。
【００４５】この第２の実施の形態における第１の巻線
例では、図６に示した第１の実施の形態の第１の巻線例
と同様、同系統の巻線を隣り合わせで巻くことにより、
巻線の長さを最短にすることができる。
例では、図６に示した第１の実施の形態の第１の巻線例
と同様、同系統の巻線を隣り合わせで巻くことにより、
巻線の長さを最短にすることができる。
【００４６】この第２の実施の形態において、巻線の巻
き方は図１５及び図１６に示した別のものにすることが
できる。図１５及び図１６に示した巻線の巻き方は、３
相８極、２４スロットの集中巻きのモータにあって、巻
線をＵ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，
Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻いている。そ
して、ＵＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂ
とで巻線方向を同じにし、各系統のＶ相だけを他と逆向
きに巻いている。
き方は図１５及び図１６に示した別のものにすることが
できる。図１５及び図１６に示した巻線の巻き方は、３
相８極、２４スロットの集中巻きのモータにあって、巻
線をＵ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，
Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′の順番に巻いている。そ
して、ＵＶＷの巻線系統ＡとＵ′Ｖ′Ｗ′の巻線系統Ｂ
とで巻線方向を同じにし、各系統のＶ相だけを他と逆向
きに巻いている。
【００４７】つまり、Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，
Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と巻いてあ
る。
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，
Ｖ′，Ｗ′，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′と巻いてあ
る。
【００４８】このような巻き方を採用することにより、
別系統であっても同相であれば同じ方向に巻くことがで
き、製造が容易になる。
別系統であっても同相であれば同じ方向に巻くことがで
き、製造が容易になる。
【００４９】加えて、同系統の巻線をステータの中心を
挟んで相対向して巻くことになるので、製造上存在する
巻線系統のアンバランスによるトルクリップルを少なく
することができる。
挟んで相対向して巻くことになるので、製造上存在する
巻線系統のアンバランスによるトルクリップルを少なく
することができる。
【００５０】第２の実施の形態において、巻線の巻き方
は図１７及び図１８に示したさらに別のものにすること
もできる。図１７及び図１８に示した巻線の巻き方は、
３相８極、２４スロットの集中巻きのモータにあって、
巻線をＵ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，Ｕ，Ｖ′，Ｗ，
Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，Ｕ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，Ｕ，
Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′の順番に巻いている。
は図１７及び図１８に示したさらに別のものにすること
もできる。図１７及び図１８に示した巻線の巻き方は、
３相８極、２４スロットの集中巻きのモータにあって、
巻線をＵ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，Ｕ，Ｖ′，Ｗ，
Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，Ｕ，Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′，Ｕ，
Ｖ′，Ｗ，Ｕ′，Ｖ，Ｗ′の順番に巻いている。
【００５１】この場合、すべての巻線を同じ方向に、ま
た同じ長さに巻くことができ、製造が容易になる。
た同じ長さに巻くことができ、製造が容易になる。
【００５２】加えて、隣に別系統の巻線を巻くことによ
り、エンドコイル部でもアンバランスが解消でき、トル
クリップルをきわめて小さくできる。また、インバータ
３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂのいずれか一方が故障
した場合にも、健全な他方のスイッチング回路だけでモ
ータを駆動することができ（回転方向は逆になるが）、
耐故障性が高く、信頼性が高い。
り、エンドコイル部でもアンバランスが解消でき、トル
クリップルをきわめて小さくできる。また、インバータ
３のスイッチング回路３Ａ，３Ｂのいずれか一方が故障
した場合にも、健全な他方のスイッチング回路だけでモ
ータを駆動することができ（回転方向は逆になるが）、
耐故障性が高く、信頼性が高い。
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路図。
【図２】上記の実施の形態における交流モータの各相の
巻線に流れる電流と中性点の電圧の電気角による変動を
示す説明図。
巻線に流れる電流と中性点の電圧の電気角による変動を
示す説明図。
【図３】交流モータの端子電圧の総和を時間的に一定に
するインバータと交流モータの巻線の接続関係を示す回
路（ただし、モータトルクを発生させることはできない
回路）の回路図。
するインバータと交流モータの巻線の接続関係を示す回
路（ただし、モータトルクを発生させることはできない
回路）の回路図。
【図４】上記の実施の形態におけるインバータの矩形波
駆動時、ＰＷＭ駆動時それぞれの各相のスイッチング駆
動波形を示す波形図。
駆動時、ＰＷＭ駆動時それぞれの各相のスイッチング駆
動波形を示す波形図。
【図５】上記の実施の形態におけるＰＷＭ駆動時の交流
モータの各相の巻線に流れる電流と中性点の電圧の電気
角による変動を示す説明図。
モータの各相の巻線に流れる電流と中性点の電圧の電気
角による変動を示す説明図。
【図６】上記の実施の形態における１つの巻き方で巻い
たモータ巻線の状態を示す説明図。
たモータ巻線の状態を示す説明図。
【図７】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き方
を示す説明図。
を示す説明図。
【図８】上記の実施の形態における他の巻き方で巻いた
モータ巻線の状態を示す説明図。
モータ巻線の状態を示す説明図。
【図９】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き方
を示す説明図。
を示す説明図。
【図１０】上記の実施の形態におけるさらに他の巻き方
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
【図１１】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
方を示す説明図。
【図１２】上記の実施の形態におけるさらに他の巻き方
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における１つの巻
き方で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
き方で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
【図１４】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
方を示す説明図。
【図１５】上記の実施の形態における別の巻き方で巻い
たモータ巻線の状態を示す説明図。
たモータ巻線の状態を示す説明図。
【図１６】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
方を示す説明図。
【図１７】上記の実施の形態におけるさらに別の巻き方
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
で巻いたモータ巻線の状態を示す説明図。
【図１８】上記の実施の形態における上記の巻線の巻き
方を示す説明図。
方を示す説明図。
【図１９】従来例の回路図。
【図２０】上記の従来例における交流モータの各相の巻
線に流れる電流と中性点の電圧の電気角による変動を示
す説明図。
線に流れる電流と中性点の電圧の電気角による変動を示
す説明図。
【図２１】他の従来例の回路図。
１ バッテリー ２ 電解コンデンサー ３ インバータ ３Ａ，３Ｂ スイッチング回路 ４ 交流モータ ＳＷ１〜ＳＷ１２ スイッチング素子 ＮＡ，ＮＢ 中性点
フロントページの続き (72)発明者 菊池 俊雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H576 AA15 BB03 BB04 BB05 BB06 CC02 DD02 DD04 DD05 EE11 HA01 HB02 KK08 LL22 LL24 LL41
Claims (6)
- 【請求項１】 回転磁界を発生するステータ、前記ステ
ータの前記回転磁界により回転して機械的動力を発生す
るロータ及び前記ステータに電力を供給する複数系統の
巻線を有し、インバータの複数の並列のスイッチング回
路それぞれに前記複数系統の巻線それぞれを接続し、当
該複数のスイッチング回路のスイッチング動作によって
前記複数系統の巻線の端子電圧の総和がほぼ一定になる
ように前記複数系統の巻線それぞれに流れる電流を制御
するインバータ駆動モータにおいて、 前記複数系統の巻線が集中巻きであることを特徴とする
インバータ駆動モータ。 - 【請求項２】 ２個の前記スイッチング回路それぞれに
接続されている２系統の前記巻線それぞれが互いに反対
方向に巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の
インバータ駆動モータ。 - 【請求項３】 ２個の前記スイッチング回路それぞれに
接続されている２系統の前記巻線が交互に巻かれている
ことを特徴とする請求項１に記載のインバータ駆動モー
タ。 - 【請求項４】 前記ステータのスロット数を通常のスロ
ット数の整数倍にし、前記２個のスイッチング回路に接
続されている前記２系統の巻線をそれぞれ反対方向に巻
いたことを特徴とする請求項２に記載のインバータ駆動
モータ。 - 【請求項５】 前記ステータのスロット数を通常のスロ
ット数の整数倍にし、前記２個のスイッチング回路に接
続されている前記２系統の巻線を交互に巻いたことを特
徴とする請求項３に記載のインバータ駆動モータ。 - 【請求項６】 前記２系統の巻線それぞれにおいて、各
相ごとに並列巻きにしたことを特徴とする請求項２〜５
のいずれかに記載のインバータ駆動モータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11134742A JP2000324891A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | インバータ駆動モータ |
| EP00109913.4A EP1052769B1 (en) | 1999-05-14 | 2000-05-10 | Inverter and motor |
| US09/570,283 US6236583B1 (en) | 1999-05-14 | 2000-05-12 | Inverter and motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11134742A JP2000324891A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | インバータ駆動モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000324891A true JP2000324891A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15135531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11134742A Pending JP2000324891A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | インバータ駆動モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000324891A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005304119A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電動機駆動システム |
| US7102903B2 (en) | 2001-10-04 | 2006-09-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Drive apparatus, control method for the drive apparatus, storage medium storing a program controlling the drive apparatus, and power output apparatus |
| US7164253B2 (en) | 2001-08-02 | 2007-01-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor drive control apparatus |
| USRE41303E1 (en) | 2001-10-25 | 2010-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control |
| CN101741291A (zh) * | 2008-11-10 | 2010-06-16 | 天津市松正电动科技有限公司 | 利用电动车控制器对直流无刷电机绕组方向识别方法 |
| US9379597B2 (en) | 2012-09-19 | 2016-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | System for driving electromagnetic appliance and motor driven vehicle |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP11134742A patent/JP2000324891A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7164253B2 (en) | 2001-08-02 | 2007-01-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor drive control apparatus |
| US7102903B2 (en) | 2001-10-04 | 2006-09-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Drive apparatus, control method for the drive apparatus, storage medium storing a program controlling the drive apparatus, and power output apparatus |
| USRE41303E1 (en) | 2001-10-25 | 2010-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control |
| JP2005304119A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電動機駆動システム |
| CN101741291A (zh) * | 2008-11-10 | 2010-06-16 | 天津市松正电动科技有限公司 | 利用电动车控制器对直流无刷电机绕组方向识别方法 |
| US9379597B2 (en) | 2012-09-19 | 2016-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | System for driving electromagnetic appliance and motor driven vehicle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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|
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|
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081001 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090203 |