JP2000116097A - Electric motor device - Google Patents
Electric motor deviceInfo
- Publication number
- JP2000116097A JP2000116097A JP10277614A JP27761498A JP2000116097A JP 2000116097 A JP2000116097 A JP 2000116097A JP 10277614 A JP10277614 A JP 10277614A JP 27761498 A JP27761498 A JP 27761498A JP 2000116097 A JP2000116097 A JP 2000116097A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- motors
- phase
- electric motor
- stator
- 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
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷の駆動を複数台の電動機で分担して慣性
能率の低減を得るようにした電動機装置において、共通
の電源により複数台の電動機の運転が安定して得られる
ようにした電動機装置を提供すること。
【解決手段】 2台の電動機1、2の軸を結合して同じ
負荷を駆動するようにした電動機装置において、一方の
電動機1の固定子の各相巻線U1、V1、W1をY結線
し、他方の電動機2の固定子の各相巻線U2、V2、W
2を、電動機1の固定子の各相巻線U1、V1、W1の
各々と直列に接続して、縦て接ぎ接続方式にし、他方の
電動機2の固定子の各相巻線U2、V2、W2の他方の
端子U21、V21、W21 から3相の交流電圧を供給し
て2台の電動機1、2を駆動するようにしたもの。2台
の電動機1、2の各相の巻線電流が完全に同じになるの
で、共通の電源から給電しても、安定した運転が得られ
る。
(57) [Summary] [PROBLEMS] In a motor device in which load driving is shared by a plurality of motors to reduce an inertia coefficient, operation of a plurality of motors can be stably obtained by a common power supply. To provide a motor device as described above. SOLUTION: In a motor device in which the shafts of two electric motors 1 and 2 are connected to drive the same load, respective phase windings U1, V1 and W1 of a stator of one electric motor 1 are Y-connected. , Each phase winding U2, V2, W of the stator of the other electric motor 2
2 is connected in series with each of the phase windings U1, V1, and W1 of the stator of the motor 1 to form a vertical joint connection, and the phase windings U2, V2, and the other terminal U2 1 of W2, V2 1, W2 AC voltage of 1 to 3-phase that so as to drive the electric motors 1, 2 of the two supplies. Since the winding current of each phase of the two electric motors 1 and 2 is completely the same, stable operation can be obtained even if power is supplied from a common power supply.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、3相交流電動機を
用いた電動機装置に係り、特に電動機を複数台用いて負
荷を駆動する方式の電動機装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor device using a three-phase AC motor, and more particularly to a motor device using a plurality of motors to drive a load.
【0002】[0002]
【従来の技術】工作機械や製造装置、或いは産業用ロボ
ットなどのアクチュエータ(駆動源)としては、広く電動
機が用いられている。そして、このアクチュエータ用の
電動機の一種に3相交流電機子巻線を備えた永久磁石界
磁型のサーボモータがあり、コストパーフォーマンスに
勝れている点で重用されている。2. Description of the Related Art Electric motors are widely used as actuators (drive sources) for machine tools, manufacturing apparatuses, industrial robots, and the like. One type of motor for the actuator is a permanent magnet field type servo motor having a three-phase AC armature winding, which is frequently used because it excels in cost performance.
【0003】ところで、このようなアクチュエータ用の
電動機に要求される性能の一種に応答性があり、例え
ば、高タクト運転が要求されるプレス機や、半導体ボン
デイング装置などでは、特に高い応答性が要求される
が、この電動機の応答性は、主として回転部での慣性能
率MD2(GD2とも言う)で決り、高い応答性の見地から
すれば、極力、慣性能率MD2 の小さい電動機を用いる
のが望ましい。By the way, a kind of performance required of such an electric motor for an actuator has responsiveness. For example, a press machine or a semiconductor bonding apparatus which requires a high tact operation requires a particularly high responsiveness. However, the responsiveness of this motor is mainly determined by the inertia ratio MD 2 (also referred to as GD 2 ) in the rotating part. From the viewpoint of high responsiveness, a motor with a small inertia ratio MD 2 is used as much as possible. Is desirable.
【0004】ここで、この慣性能率MD2 を表わす記号
において、記号Mは、回転部の質量に関する数値のこと
で、記号Dは同じく直径に関する数値のことであるか
ら、同一のトルクに対しては、回転子の径(直径)を小さ
くし、その分、長さを増加させてやればよい。しかし
て、このようにして慣性能率MD2 を小さくした電動機
は特殊仕様となり、汎用の電動機に比してかなり高価に
なる。[0004] Here, in the symbols representing the moment of inertia MD 2, the symbol M, that of the figures for the mass of the rotating part, because the symbol D is also that of the figures for the diameter, for the same torque The diameter (diameter) of the rotor may be reduced, and the length may be increased accordingly. Thus, the electric motor having a small moment of inertia MD 2 in this way is made to special specifications, be quite expensive compared to general-purpose motor.
【0005】そこで、必要とする電動機の容量(出力)に
対して、定格容量の小さい電動機を複数台、例えば2台
用いて容量を分担させ、これにより汎用の電動機を用い
ながら、慣性能率MD2 を小さくする方法が従来から提
案されている。[0005] Therefore, with respect to the motor requiring capacity (output), a plurality of small motors having rated capacity, for example by sharing the volume with two, thereby while using a general-purpose motor, inertia efficiency MD 2 Conventionally, a method for reducing the value has been proposed.
【0006】ここで、このように、必要とする容量を複
数台の電動機で分担させることにより慣性能率MD2 の
低減が得られる理由は、分割した場合には、以下に説明
するように、回転子の径が小さくできるからである。[0006] Here, The reason for reduction of the moment of inertia MD 2 can be obtained by sharing the capacity required by a plurality of motors, when divided, as described below, rotary This is because the diameter of the child can be reduced.
【0007】いま、回転子の径をD、長さをLとする
と、回転子の体積Vと質量Mは、次のようになる。 V=(π/4)D2 L M=βV β:等価比重 慣性能率MD2 の大きさを慣性値(イナーシャ)Jとする
と、これは、次の通りになる。 J=K1 MD2=K2 D4 L K1、K2:定数[0007] Assuming that the diameter of the rotor is D and the length is L, the volume V and the mass M of the rotor are as follows. V = (π / 4) D 2 L M = βV β: Equivalent Specific Gravity If the magnitude of the inertia coefficient MD 2 is defined as an inertia value (inertia) J, this is as follows. J = K 1 MD 2 = K 2 D 4 L K 1 , K 2 : constant
【0008】次に、電動機の固定子と回転子の間での電
磁力をFとすると、この電磁力Fは固定子と回転子の対
向面積にほぼ比例する。よって、 F=K3 DL K3:定数 となる。電動機のトルクTは、ほぼ電磁力Fに比例する
ので、 T=K4 FD=K5 D2 L K4、K5:定数 となる。Next, assuming that the electromagnetic force between the stator and the rotor of the electric motor is F, the electromagnetic force F is substantially proportional to the facing area between the stator and the rotor. Therefore, F = K 3 DL K 3 : constant. Torque T of the motor is substantially proportional to the electromagnetic force F, T = K 4 FD = K 5 D 2 L K 4, K 5: is a constant.
【0009】ここで、電動機の容量を2台で分割したと
すると、1台当りのトルクは半分で済む。従って、分割
後の電動機のトルクをTD とすると、 TD=(1/2)T=(1/2)K5 D2 L となる。Here, if the capacity of the motor is divided into two units, the torque per unit can be reduced to half. Therefore, assuming that the torque of the divided motor is T D , T D = (1 /) T = (1 /) K 5 D 2 L.
【0010】次に、ここで回転子の径Dと長さLの比を
ほぼ同一に設計したとすると、 L=K6 D K6:定数(≒1) となり、分割後の電動機の回転子の径をDD、長さをLD
とすると、 (1/2)K5 D2 K6 D=K5 DD 2 K6 DD となる。Next, assuming that the ratio between the diameter D and the length L of the rotor is designed to be substantially the same, L = K 6 D K 6 : a constant (≒ 1), and the rotor of the divided motor is Is the diameter of D D and the length is L D
When, the (1/2) K 5 D 2 K 6 D = K 5 D D 2 K 6 D D.
【0011】よって、 (1/2)D3 =DD 2 となり、従って、 D=1.26DD DD =0.76D となる。すなわち、2台の電動機に分割すれば、元の電
動機の約80%の径の回転子で済むことになる。[0011] Therefore, (1/2) D 3 = D D 2 , and the thus becomes D = 1.26D D D D = 0.76D . That is, if the motor is divided into two motors, a rotor having a diameter of about 80% of the diameter of the original motor is sufficient.
【0012】ここで、元の慣性値Jは、上記したよう
に、 J=K2 D4 L であるから、上記の関係から、さらに、 J=K2 D4 L=K2 D4・K6 D=K2 K6 D5 となる。そこで、これにD=1.26DD の関係を入れ
ると、 J=K2 K6 (1.26DD)5 =K2 K6 (1.26)5 DD 5 ∴ J=(1.26)5・JD J=3.18JD となる。Here, since the original inertia value J is J = K 2 D 4 L as described above, from the above relation, J = K 2 D 4 L = K 2 D 4 · K the 6 D = K 2 K 6 D 5. Therefore, when this put the relationship D = 1.26D D, J = K 2 K 6 (1.26D D) 5 = K 2 K 6 (1.26) 5 D D 5 ∴ J = (1.26 ) the 5 · J D J = 3.18J D .
【0013】電動機の容量を2分割しているので、2台
分で元の容量になる。すなわち、 J=1.59・(2JD) 2JD =0.63J 従って、電動機を2台に分割することにより、元の約6
割の慣性値で同じ容量が得られることが判る。Since the capacity of the electric motor is divided into two, the original capacity is obtained for two motors. That is, J = 1.59 · (2J D ) 2J D = 0.63 J Therefore, by dividing the motor into two, the original motor is reduced to about 6
It can be seen that the same capacity can be obtained with a relatively low inertia value.
【0014】ところで、このように、ある容量の負荷を
複数台の電動機で分担して駆動する場合、従来技術で
は、主として次の2種類の駆動方式が用いられている。 共通電源方式 複数の電動機を共通の電源で駆動する方式。例えば、電
動機が2台のとき、これら2台の電動機を並列に接続
し、1台の電力増幅器などの電源により運転するもの。 独立駆動方式 各電動機毎に独立した電源により運転する方法。When a load of a certain capacity is shared and driven by a plurality of motors, the following two types of driving methods are mainly used in the prior art. Common power supply method A method of driving multiple motors with a common power supply. For example, when there are two motors, these two motors are connected in parallel and operated by one power supply such as a power amplifier. Independent drive method A method of operating with an independent power supply for each motor.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、共通
の負荷を複数台の電動機で分担して駆動する際の各電動
機毎の制御について配慮がされているとは言えず、以下
の問題があった。まず、の共通電源方式では、各電動
機の特性(例えば誘起電圧定数など)が完全に同じなら問
題はない。In the above prior art, it cannot be said that consideration is given to the control of each motor when a common load is shared and driven by a plurality of motors, and the following problems arise. there were. First, in the common power supply system, there is no problem if the characteristics (for example, induced voltage constants) of the motors are completely the same.
【0016】しかし、実用上、電動機の特性に不揃いの
存在は不可避であり、このため、の方式では、例えば
図10に示すように、2台の電動機M1、M2の間に循
環電流Ig が現われ、この循環電流Ig による損失のた
め、効率の低下や余分な発熱を生じてしまう。However, in practice, it is unavoidable that the characteristics of the motors are irregular. Therefore, in the method described above, a circulating current Ig appears between the two motors M1 and M2, for example, as shown in FIG. Due to the loss due to the circulating current Ig, the efficiency is reduced and extra heat is generated.
【0017】次に、の方式では、単に電動機の速度だ
けを見て制御すると、電動機の運転状態に干渉が現わ
れ、ハンチングを起こしてしまうので、速度変動率を故
意に大きくし、これにより負荷の適正な分担が自然に与
えられるようにする方式がとられる。In the following method, if the control is performed only by looking at the speed of the motor, interference appears in the operation state of the motor and hunting occurs. Therefore, the speed fluctuation rate is intentionally increased, thereby increasing the load. A scheme is taken to ensure that an appropriate share is given naturally.
【0018】しかし、この方式は、一定速度で運転して
いるときは概ね安定しているが、負荷変動や速度変動が
発生したとき、やはりハンチングが生じてしまう。そこ
で、の方式においては、一方の電動機は速度制御し、
他方の電動機はトルク制御する方式も提案されている。
この方式の場合、制御は概ねうまくいくが、制御方式が
難しく、一般化されにくい。Although this method is generally stable when operating at a constant speed, hunting also occurs when a load change or a speed change occurs. Therefore, in the method, the speed of one motor is controlled,
A method of controlling the torque of the other electric motor has also been proposed.
In the case of this method, the control is generally successful, but the control method is difficult and is not easily generalized.
【0019】本発明の目的は、負荷の駆動を複数台の電
動機で分担して慣性能率の低減を得るようにした電動機
装置において、共通の電源により複数台の電動機の運転
が安定して得られるようにした電動機装置を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide a motor device in which a plurality of motors share the drive of a load to reduce the inertia coefficient, whereby the operation of the plurality of motors can be stably performed by a common power supply. An object of the present invention is to provide an electric motor device as described above.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記目的は、3相交流電
動機を用いた電動機装置において、3相交流電動機とし
て、固定子巻線の各相の巻線が縦て接ぎ接続によるスタ
ー結線された複数台の3相交流電動機を用い、これら複
数台の3相交流電動機が1台の制御回路により駆動制御
されるようにして達成される。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motor apparatus using a three-phase AC motor, in which the three-phase AC motor has a stator connection in which the windings of each phase of the stator windings are vertically connected by star connection. This is achieved by using a plurality of three-phase AC motors and driving the plurality of three-phase AC motors by a single control circuit.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明による電動機装置に
ついて、図示の実施形態により詳細に説明する。図1
は、本発明による電動機装置をサーボモータシステムに
適用した場合の一実施形態で、この実施形態は、2台の
電動機1、2を備え、それらの軸3、4を軸継手5で結
合し、その上で減速機構6の入力軸7に継手8で結合
し、減速機構6の出力軸9から動力を取り出して、図示
してない工作機械などの制御を行うように構成されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a motor device according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG.
Is an embodiment in which the electric motor device according to the present invention is applied to a servo motor system. This embodiment includes two electric motors 1 and 2 and connects their shafts 3 and 4 with a shaft joint 5, Then, it is connected to the input shaft 7 of the speed reduction mechanism 6 by a joint 8, and power is taken out from the output shaft 9 of the speed reduction mechanism 6 to control a machine tool (not shown) or the like.
【0022】2台の電動機1、2の駆動と制御は制御回
路10により行われ、このため、制御回路10は、外部
から与えられる制御指令Cと、電動機2に設けてあるエ
ンコーダ11から供給される回転信号Rを入力し、これ
らに応じてフィードバック制御を行うようにしたサーボ
アンプで構成されてある。The driving and control of the two motors 1 and 2 are performed by a control circuit 10. For this reason, the control circuit 10 is supplied with a control command C given from the outside and an encoder 11 provided in the motor 2. The servo amplifier is configured to input a rotation signal R and perform feedback control in accordance with the rotation signal R.
【0023】電動機1は、3相の固定子(電機子)巻線を
備えた一般的な永久磁石界磁型のサーボモータである
が、その固定子巻線については、図2に示すように、各
相の巻線U1、V1、W1の一方の各端子U11、V
11、W11 と、他方の端子U12、V12、W12 が全
て独立して外部に取り出されている、いわゆる6本口出
し方式になっているものである。The electric motor 1 is a general permanent magnet field type servo motor having three-phase stator (armature) windings. The stator windings are as shown in FIG. , One terminal U1 1 , V1 of one of the windings U1, V1, W1 of each phase.
And 1 1, W1 1, the other terminal U1 2, V1 2, W1 2 are taken out all independently outside, but that is a so-called six lead-out scheme.
【0024】電動機2も、同じく3相の固定子巻線を備
えた永久磁石界磁型のサーボモータであるが、単軸型で
はなく、両軸型であり、同じく、図3に示すように、固
定子の各相の巻線U2、V2、W2の一方の端子U
21、V21、W21 と、他方の端子U22、V22、W2
2 が全て独立して取り出されている6本口出し方式にな
っているものである。The electric motor 2 is also a permanent magnet field type servo motor having three-phase stator windings, but is not of a single axis type but of a double axis type. Similarly, as shown in FIG. , One terminal U of the windings U2, V2, W2 of each phase of the stator
2 1, V2 1, W2 1 and the other terminal U2 2, V2 2, W2
2 is a 6-hole outlet system in which all of them are taken out independently.
【0025】このとき、これら電動機1、2の固定子巻
線は、そのU、V、Wの各相の巻線について、相回転方
向が同じになっており、巻線方向も同じになっているも
のとする。次に、これら電動機1と電動機2は、それら
の固定子巻線が、以下のようにして、いわゆる縦接ぎ
(カスケード)接続された上で、制御回路10に接続され
ている。At this time, the stator windings of the motors 1 and 2 have the same phase rotation direction and the same winding direction for the U, V and W phase windings. Shall be Next, the electric motor 1 and the electric motor 2 have their stator windings so-called vertically connected as follows.
(Cascade) and then to the control circuit 10.
【0026】まず電動機1の固定子巻線U1、V1、W
1の端子の内、他方の端子U12、V12、W12 は、端
子板13により共通に接続する。このとき、端子板13
を使用せず、端子U12、V12、W12 を直接一緒に接
続してもよい。次に、固定子巻線U1、V1、W1の端
子U11、V11、W11 は、電動機2の固定子巻線U
2、V2、W2の他方の端子U22、V22、W22 にそ
れぞれ接続する。First, the stator windings U1, V1, W of the motor 1
Of the one terminal, the other terminals U1 2 , V1 2 , and W1 2 are commonly connected by a terminal plate 13. At this time, the terminal plate 13
The not used, terminals U1 2, V1 2, W1 2 and may be connected directly together. Next, the stator windings U1, V1, terminal U1 1 of W1, V1 1, W1 1 is a stator winding motor 2 U
2, V2, the other terminal U2 2 of W2, V2 2, W2 2 to connect respectively.
【0027】そして、制御回路10の3相出力端子U、
V、Wには、この電動機2の固定子巻線U2、V2、W
2の一方の端子U21、V21、W21 を接続するのであ
る。The three-phase output terminal U of the control circuit 10
V and W have stator windings U2, V2 and W of the electric motor 2, respectively.
The two terminals U2 1 , V2 1 and W2 1 are connected.
【0028】この結果、これら2台の電動機1、2の固
定子巻線は、図4に示すように、各相の巻線が直列にさ
れ、縦接ぎ接続状態で、全体としてスター結線(Y結線)
された形で、制御回路10の3相交流出力U、V、Wに
接続されていることになる。As a result, as shown in FIG. 4, the stator windings of these two motors 1 and 2 are such that the windings of the respective phases are connected in series, and are connected in a vertical connection state. Connection)
In this way, the three-phase AC outputs U, V, and W of the control circuit 10 are connected.
【0029】さらに、電動機1、2は、それらの軸3、
4が相互に結合された上で、電動機2の軸4が減速機構
6の入力軸7に結合される。つまり、まず電動機1の軸
3と、電動機2の軸4の反負荷側(エンコーダ側)に出て
いる部分が軸継手5により結合され、この軸4の負荷側
に出ている部分が軸継手8により減速機構6の入力軸7
に結合されるのである。Further, the electric motors 1, 2 have their shafts 3,
After the shafts 4 are connected to each other, the shaft 4 of the electric motor 2 is connected to the input shaft 7 of the speed reduction mechanism 6. That is, first, the shaft 3 of the electric motor 1 and the portion of the shaft 4 of the motor 2 protruding on the non-load side (encoder side) of the motor 4 are connected by the shaft coupling 5, and the portion of the shaft 4 protruding on the load side is connected to the shaft coupling. 8, the input shaft 7 of the speed reduction mechanism 6
It is combined with.
【0030】なお、このため、電動機2については、両
軸型が用いられているのである。これにより、減速機構
6の出力軸9に負荷駆動用のトルクを発生するために入
力軸7に与える必要があるトルクが、各電動機1、2に
より分担されることになる。For this reason, the motor 2 is of the double-shaft type. Thus, the electric motors 1 and 2 share the torque that needs to be given to the input shaft 7 in order to generate a load driving torque on the output shaft 9 of the speed reduction mechanism 6.
【0031】制御回路10は、上位の制御系(図示して
ない)から供給される駆動指令信号Cに応じて、図5に
示すような3相の矩形波電圧EU、EV、EWを3相出
力端子U、V、Wから発生し、電動機2の固定子巻線
と、この電動機2の固定子巻線を介して更に電動機1の
固定子巻線に供給する。そして、このとき制御回路10
は、電動機1に取付けてあるロータリーエンコーダ11
から検出信号Rを取り込み、これにより駆動指令信号C
に対してフィードバック制御が働くように構成してあ
る。The control circuit 10 converts the three-phase rectangular wave voltages EU, EV, EW shown in FIG. 5 into three phases according to a drive command signal C supplied from a higher-level control system (not shown). The electric power is generated from the output terminals U, V, and W and supplied to the stator winding of the electric motor 2 and further to the stator winding of the electric motor 1 via the stator winding of the electric motor 2. At this time, the control circuit 10
Is a rotary encoder 11 attached to the electric motor 1
From the drive command signal C
Is configured so that feedback control works.
【0032】なお、この実施形態では、電動機2にもロ
ータリーエンコーダ12が設けてあるが、このロータリ
ーエンコーダ12は、制御回路10による電動機1、2
の制御には使用されず、後述するように、システムの据
付時にだけ使用されるようになっている。In this embodiment, the electric motor 2 is also provided with a rotary encoder 12.
, And is used only when the system is installed, as described later.
【0033】次に、この実施形態の動作について説明す
る。まず、ここで、負荷の駆動に要する動力がPであっ
たとすると、電動機1と電動機2としては、夫々定格出
力P/2のものを用いる。そして、これらの電動機1、
2の定格電圧がE/2であるとすると、制御回路10
は、電圧Eの3相の矩形波電圧EU、EV、EWが3相
出力端子U、V、Wから発生できるように構成してあ
る。Next, the operation of this embodiment will be described. First, assuming that the power required for driving the load is P, the motors 1 and 2 each have a rated output of P / 2. And these electric motors 1,
2 is E / 2, the control circuit 10
Is configured such that three-phase rectangular wave voltages EU, EV, EW of voltage E can be generated from three-phase output terminals U, V, W.
【0034】そこで、いま、駆動指令信号Cにより、図
5に示すように、電圧Eの3相矩形波電圧EU、EV、
EWが制御回路10の3相出力端子U、V、Wから発生
されたとすると、これが縦接ぎ接続されている電動機
1、2に供給されるので、これらの電動機1、2の各巻
線には、夫々定格電圧であるE/2の電圧が印加される
ことになり、従って、各電動機1、2からは、夫々の定
格出力P/2に対応したトルクが発生し、これらが合成
されて減速機構6の入力軸7に与えられることになる。Therefore, as shown in FIG. 5, a three-phase rectangular wave voltage EU, EV,
Assuming that EW is generated from the three-phase output terminals U, V, W of the control circuit 10, the EW is supplied to the motors 1, 2 which are vertically connected. A voltage of E / 2, which is a rated voltage, is applied to each of the motors. Accordingly, torques corresponding to the respective rated outputs P / 2 are generated from the electric motors 1 and 2, and these are combined to reduce the speed. 6 to the input shaft 7.
【0035】この結果、減速機構6の出力軸9に結合さ
れている負荷を出力Pで運転することができ、このと
き、必要な出力Pを得るのに、2台の電動機1、2を用
いているので、上記したように、1台で出力Pを発生す
る電動機を用いた場合に比して約6割の慣性値にするこ
とができ、応答性を大きく改善することができる。As a result, the load coupled to the output shaft 9 of the speed reduction mechanism 6 can be operated at the output P. At this time, two motors 1 and 2 are used to obtain the required output P. Therefore, as described above, the inertia value can be set to about 60% as compared with the case where one motor generates the output P, and the responsiveness can be greatly improved.
【0036】そして、このとき、2台の電動機1、2
は、図4に示すように、各相の巻線が直列に接続されて
いるので、U相、V相、W相の何れの巻線でも、電動機
1と電動機2では全く同じ電流が流れることになるの
で、1台の制御回路10から給電しているにもかかわら
ず、ハンチングが発生する虞れは全く無く、常に安定し
た運転を得ることができる。At this time, the two motors 1, 2
As shown in FIG. 4, since the windings of each phase are connected in series, the same current flows in the motor 1 and the motor 2 in any of the U-phase, V-phase, and W-phase windings. Therefore, despite the fact that power is supplied from one control circuit 10, there is no possibility that hunting will occur, and stable operation can always be obtained.
【0037】また、同じく2台の電動機1、2の接続経
路には、並列接続部分が存在していないので、循環電流
が発生する虞れは全く無く、従って、循環電流による効
率の低下や発熱を伴うことなく、制御について充分に高
い応答性を与えることができる。Also, since there is no parallel connection in the connection path between the two motors 1 and 2, there is no danger that a circulating current is generated. , And a sufficiently high responsiveness can be provided for control.
【0038】さらに、2台の電動機1、2が縦接ぎ接続
されている結果、電動機の特性に多少のバラツキがあっ
ても、電流が不平衡になる虞れは全く無く、安定した運
転が確実に得られるので、誘起電圧定数などのサーボ定
数を厳密に合わせる必要なくなり、システムを容易に構
成することができる。Furthermore, as a result of the two motors 1 and 2 being connected vertically, there is no danger that the current will be unbalanced even if the characteristics of the motors are slightly different, and stable operation is ensured. Therefore, it is not necessary to strictly adjust the servo constants such as the induced voltage constant, and the system can be easily configured.
【0039】次に、図1の実施形態において、電動機2
に設けてあるロータリーエンコーダ12の役割について
説明する。2台の電動機1、2は、同一の3相矩形波電
圧EU、EV、EWによる同一の電流により運転される
ので、軸継手5により結合する際、固定子と回転子の磁
極位置が電動機1と電動機2で同じになるようにして結
合させなければならない。Next, in the embodiment of FIG.
The role of the rotary encoder 12 provided in the above will be described. Since the two electric motors 1 and 2 are operated by the same electric current by the same three-phase rectangular wave voltages EU, EV and EW, the magnetic pole positions of the stator and the rotor become And the motor 2 must be connected in the same manner.
【0040】そこで、電動機1と電動機2を据付け、軸
継手5で軸3、4を結合させるときロータリーエンコー
ダ12を用い、図6(a)に示すように、ロータリーエン
コーダ11とロータリーエンコーダ12の夫々から出力
される信号をオシロスコープ13に入力し、これによ
り、図6(b)に示すように、電動機1の磁極位置波形M
U1と電動機2の磁極位置波形MU2を比較し、両者の
位置の違いδが略0になるように、電動機1の軸位置と
電動機2の軸位置を調整してから軸継手5で結合させて
やるのである。なお、ここで、オシロスコープ13と
は、商品名シンクロスコープとして知られているトリガ
掃引方式のものである。Therefore, when the electric motor 1 and the electric motor 2 are installed and the shafts 3 and 4 are connected by the shaft coupling 5, the rotary encoder 12 is used. As shown in FIG. Is input to the oscilloscope 13, and as shown in FIG. 6 (b), the magnetic pole position waveform M
U1 and the magnetic pole position waveform MU2 of the motor 2 are compared, and the shaft position of the motor 1 and the shaft position of the motor 2 are adjusted so that the difference δ between the two becomes substantially zero, and then the shaft joint 5 is connected. I will do it. Here, the oscilloscope 13 is of a trigger sweep type known as a product name synchroscope.
【0041】この実施形態では、このようにして、軸継
手5により電動機1、2の磁極位置を合わせて結合させ
た後は、2個のロータリーエンコーダ11、12の内の
何れか一方だけでフィードバック制御が行えるから、他
方のロータリーエンコーダは予備として、そのまま残し
ておくことができる。In this embodiment, after the magnetic poles of the electric motors 1 and 2 are aligned and connected by the shaft coupling 5 in this manner, feedback is performed by only one of the two rotary encoders 11 and 12. Since control can be performed, the other rotary encoder can be left as a spare.
【0042】この結果、例えば、図1の実施形態では、
電動機1のロータリーエンコーダ11が故障したときに
は、電動機2のロータリーエンコーダ12の出力信号を
制御回路10に供給してやれば、故障前と全くかわりな
く、そのまま運転を続けることができる。As a result, for example, in the embodiment of FIG.
When the rotary encoder 11 of the electric motor 1 fails, the output signal of the rotary encoder 12 of the electric motor 2 is supplied to the control circuit 10 so that the operation can be continued as it is before the failure.
【0043】ここで、汎用のサーボモータでは、ロータ
リーエンコーダが付属しているのが通例であり、従っ
て、この実施形態によれば、ことさらコストの上昇を伴
うことなく、汎用品を用いるだけで高い信頼性を容易に
持たせることができる。Here, a general-purpose servomotor is usually provided with a rotary encoder. Therefore, according to this embodiment, the cost is increased only by using a general-purpose product without increasing the cost. Reliability can be easily provided.
【0044】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図7は、本発明の第2の実施形態で、この実施形
態では、両軸型の入力軸7を備えた減速機構16を用
い、その入力軸7の一方、図では右側の軸7Rに軸継手
17により電動機1を結合させ、他方の軸7Lには軸継
手18により電動機2を結合させたものである。なお、
その他の構成は、図1の実施形態と同じであり、従っ
て、制御回路10は省略してある。Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a reduction mechanism 16 provided with a double-shaft input shaft 7 is used, and one of the input shafts 7, the right-hand shaft 7R in the figure, has an axis. The motor 1 is connected by a joint 17, and the motor 2 is connected to the other shaft 7 </ b> L by a shaft joint 18. In addition,
Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, and therefore, the control circuit 10 is omitted.
【0045】図1の実施形態では、電動機2として、そ
の軸4が両側のブラケットから出ている両軸型の電動機
を用いる必要があり、汎用のサーボモータでは対応でき
ない虞れがある。しかして、この図7の実施形態では、
図示のように、電動機1も電動機2も、共に負荷側だけ
に軸が出ている単軸型で済むので、汎用のサーボモータ
が簡単に適用できることになり、コストを抑えることが
できる。In the embodiment shown in FIG. 1, it is necessary to use, as the electric motor 2, a double-shaft electric motor whose shaft 4 protrudes from the brackets on both sides. Thus, in the embodiment of FIG.
As shown in the figure, since both the electric motor 1 and the electric motor 2 need only be of a single-shaft type in which the shaft extends only on the load side, a general-purpose servomotor can be easily applied, and the cost can be reduced.
【0046】一方、この図7の実施形態では、電動機1
と電動機2が向かい合った形で結合されているので、回
転方向が反対になる。そこで、この実施形態では、電動
機1と電動機2では固定子巻線の相回転方向が、反対方
向になるように接続する必要があり、このため、電動機
1と電動機2の固定子巻線を、例えば図8に示すように
接続してやればよい。On the other hand, in the embodiment shown in FIG.
And the motor 2 are coupled in a face-to-face manner, so that the rotation directions are opposite. Therefore, in this embodiment, it is necessary to connect the motor 1 and the motor 2 so that the phase rotation directions of the stator windings are opposite to each other. Therefore, the stator windings of the motor 1 and the motor 2 are For example, the connection may be made as shown in FIG.
【0047】なお、以上の実施形態は、慣性値を小さく
するため、負荷の駆動に必要な動力を2台の電動機で分
担させた場合のものであるが、電動機の分割台数は2に
限らず、3以上でもよい。この場合、複数台の電動機の
内の1台の固定子巻線がY結線され、これの固定子巻線
の各相の巻線に、他の残りの電動機の相巻線が夫々順
次、直列に接続されて縦接ぎ接続されることになる。In the above embodiment, the power required to drive the load is shared by two motors in order to reduce the inertia value. However, the number of divided motors is not limited to two. Or three or more. In this case, one stator winding of the plurality of motors is Y-connected, and the phase windings of the remaining motors are sequentially connected in series to the windings of each phase of the stator windings. To be connected vertically.
【0048】また、本発明では、何れの場合も、複数台
の電動機の中の1台は、固定子巻線がY結線されるの
で、例えば図1の実施形態での電動機1としては、上記
した6本口出し方式に限らず、図9に示すように、内部
でY結線された、いわゆる3本口出し方式の電動機M0
を用いて実施してもよい。Also, in any case, according to the present invention, one of the plurality of electric motors has a stator winding connected in a Y-connection. For example, the electric motor 1 in the embodiment of FIG. is not limited to six lead-out scheme, as shown in FIG. 9, which is Y-connection inside the electric motor M 0 of the so-called three lead-out scheme
May be used.
【0049】さらに、以上の実施形態では、電動機とし
てサーボモータ、特に永久磁石界磁型のサーボモータを
用いた場合について説明したが、誘導電動機など汎用の
3相交流電動機によっても本発明が実施可能なことはい
うまでもない。Furthermore, in the above embodiment, the case where a servo motor, particularly a permanent magnet field type servo motor is used as the electric motor has been described. However, the present invention can be implemented by a general-purpose three-phase AC motor such as an induction motor. Needless to say.
【0050】ところで、上記実施形態では、サーボシス
テムを適用対象とした場合であり、このため、何れも減
速機構が用いられているが、この減速機構は、本発明の
実施に際して不可欠という訳ではなく、必要に応じて使
用されるものであることは、いうまでもない。In the above embodiment, the servo system is applied. For this reason, a speed reduction mechanism is used in each case. However, this speed reduction mechanism is not indispensable for implementing the present invention. Needless to say, they are used as needed.
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明によれば、複数台の電動機の制御
が、共通の制御回路により簡単に、しかも安定して行う
ことができるので、電動機台数の増加による慣性値の減
少を容易に図ることができる。従って、本発明によれ
ば、汎用電動機を用いても充分に応答性の改善が図れ、
高性能の電動機装置を低価格で容易に提供することがで
きる。According to the present invention, control of a plurality of motors can be easily and stably performed by a common control circuit, so that the inertia value can be easily reduced by increasing the number of motors. be able to. Therefore, according to the present invention, the responsiveness can be sufficiently improved even with a general-purpose motor,
A high-performance motor device can be easily provided at a low price.
【図1】本発明による電動機装置の一実施形態を示すブ
ロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motor device according to the present invention.
【図2】本発明の一実施形態における電動機の固定子巻
線の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a stator winding of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態における電動機の固定子巻
線の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a stator winding of the electric motor according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態における電動機の固定子巻
線の接続形態の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a connection configuration of a stator winding of a motor according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態における駆動電流波形の一
例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a drive current waveform according to an embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施形態における磁極位置調整作業
の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a magnetic pole position adjustment operation according to an embodiment of the present invention.
【図7】本発明による電動機装置の他の一実施形態を示
すブロック構成図である。FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the motor device according to the present invention.
【図8】本発明の他の一実施形態における電動機の固定
子巻線の接続形態の一例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a connection configuration of stator windings of an electric motor according to another embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施形態における電動機の固定子巻
線の一例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a stator winding of the electric motor according to the embodiment of the present invention.
【図10】従来技術による電動機装置における循環電流
の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a circulating current in a motor device according to the related art.
1、2 電動機 3 電動機1の軸 4 電動機2の軸 5、8 軸継手 6 減速機構 7 減速機構6の入力軸 8 減速機構6の出力軸 10 制御回路(サーボアンプ) 11、12 ロータリーエンコーダ 13 端子板 1, 2 motor 3 axis of motor 1 4 axis of motor 2 5, 8 shaft coupling 6 reduction mechanism 7 input axis of reduction mechanism 6 output axis of reduction mechanism 6 10 control circuit (servo amplifier) 11, 12 rotary encoder 13 terminal Board
Claims (1)
いて、 前記3相交流電動機が、固定子巻線の各相の巻線が縦て
接ぎ接続によるスター結線された複数台の3相交流電動
機で構成され、 これら複数台の3相交流電動機が1台の制御回路により
駆動制御されるように構成されていることを特徴とする
電動機装置。1. A motor device using a three-phase AC motor, wherein the three-phase AC motor is a plurality of three-phase AC motors in which each phase winding of a stator winding is vertically connected and star-connected. Wherein the plurality of three-phase AC motors are driven and controlled by one control circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277614A JP2000116097A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Electric motor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277614A JP2000116097A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Electric motor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000116097A true JP2000116097A (en) | 2000-04-21 |
Family
ID=17585880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10277614A Pending JP2000116097A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Electric motor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000116097A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006290486A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Hitachi Ltd | Machine room-less elevator |
JP2011055691A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Nidec Sankyo Corp | Motor |
JP2011130525A (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Fuji Electric Co Ltd | Electric motor drive system |
JP2011147258A (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Fuji Electric Co Ltd | Motor drive system |
JP2012520654A (en) * | 2009-03-12 | 2012-09-06 | ユニベルシテ ピエール エ マリー キュリー(パリ シズエム) | Device with low inertia for quickly generating torque over extended dynamic range |
WO2018181541A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Drive device |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10277614A patent/JP2000116097A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006290486A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Hitachi Ltd | Machine room-less elevator |
JP2012520654A (en) * | 2009-03-12 | 2012-09-06 | ユニベルシテ ピエール エ マリー キュリー(パリ シズエム) | Device with low inertia for quickly generating torque over extended dynamic range |
JP2011055691A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Nidec Sankyo Corp | Motor |
JP2011130525A (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Fuji Electric Co Ltd | Electric motor drive system |
JP2011147258A (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Fuji Electric Co Ltd | Motor drive system |
WO2018181541A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Drive device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105634225B (en) | Brushless DC motor and electric power steering system using the same | |
EP0467517B1 (en) | Dual-stator induction synchronous motor | |
JP2001157487A (en) | Controller for electric rotating machine | |
EP2061145A1 (en) | Dual lane control of a permanent magnet brushless motor using non-trapezoidal commutation control | |
JP2009303298A (en) | Ac motor device | |
JPS60500556A (en) | Redundant multi-channel motor and generator | |
CN108352750B (en) | Rotating electrical machine and rotating electrical machine system | |
JP4856493B2 (en) | 2-motor simultaneous drive system and its control device | |
WO2004010562A1 (en) | Motor, method of manufacturing motor, and driving control device for motor | |
CN109643968B (en) | Rotating electric machine control device and electric power steering control device | |
JP4432396B2 (en) | 9-phase motor drive device | |
US6815920B2 (en) | Motor driver and system with phase-spaced redundancy | |
WO2017168574A1 (en) | Electric motor | |
KR20180090430A (en) | Motor and apparatus for driving motor | |
JP2008043046A (en) | Method for controlling servo motor | |
CA2772805C (en) | Position sensing circuit for brushless motors | |
JP2013519347A (en) | Circuit device and method and apparatus for operating the circuit device | |
JP2000116097A (en) | Electric motor device | |
JP2006280044A (en) | Three-phase DC brushless motor and winding method | |
JP4088734B2 (en) | Control device for permanent magnet type synchronous motor | |
JPH04308499A (en) | How to drive a 3-phase stepping motor | |
JP2008160920A (en) | Connection pattern switching device | |
JP2011041420A (en) | Motor control system | |
JP3961791B2 (en) | Electric motor control apparatus and method | |
JP2001103717A (en) | Plural rotor motor |